专利名称：：图像处理方法与装置的制作方法
技术领域：
：本发明关于图像的像素值的量化(quantization)处理，特别地，指一种可进行适应性随机数处理的图像处理方法与装置。
背景技术：
：量化处理是图像处理中常见的技术。对于打印机(printer)而言，半色调(halftone)处理为典型的量化处理方法；依据公知技术，半色调处理尚可区分为两阶半色调处理或多阶(multilevel)半色调处理。上述的量化处理通常会造成图像的像素值的量化误差。为了让图像不会因为这些量化误差而让人眼感受到明显的差异，公知技术中对于如何将图像中的像素的量化误差分配到邻近像素的议题有许多的探讨；此类技术可通称为误差扩散(errordiffusion)处理。请参考图1，图1为公知的误差扩散方法中所使用的四个加权值7/16、3/16、5/16、与1/16的示意图；此误差扩散方法为福洛德(Floyd)与史汀堡(Steinberg)所提出。这些箭头代表像素P(i,j)的量化误差是依据上述的加权值7/16、3/16、5/16、与1/16分别被分配至邻近像素？(1+l,j)、P(i-l,j+1)、P(i，j+1)、与P(i+l,j+l)，以调整邻近像素P(i+l，j)、P(i-l，j+l)、P(i,j+1)、与P(i+l,j+l)于量化处理之前的原始值。若一打印机依据上述的误差扩散方法来打印渐层变化的图片时，则图片中的打印点往往会出现聚集在一起甚至呈现虫状的现象，而严重影响打印的质量。
发明内容因此本发明的目的之一在于提供一种图像处理方法与装置，以解决上述问题。本发明的另一目的在于提供一种图像处理方法与装置，以增进量化处理的图像质量。本发明的另一目的在于提供可进行适应性随机数处理的图像处理方法与装置。本发明的一实施例中提供一种图像处理方法，其包含有在对一图像的像素值进行量化处理时，针对该图像的多个像素的每一像素，计算该像素的一量化误差值，该量化误差值对应于该像素在该量化处理之后的一量化值以及该像素于该量化处理之前的一原始值之间的差异；以及依据该量化误差值、多个加权值、以及多个随机数，来调整该像素的多个邻近像素在该量化处理之前的原始值，其中该多个加权值分别对应于该多个邻近像素对该像素的相对位置。如上所述的图像处理方法，其中该量化处理为半色调处理。如上所述的图像处理方法，其中该量化处理为多阶半色调处理。如上所述的图像处理方法，其中调整该像素的该多个邻近像素在该量化处理之前的原始值的步骤另包含有针对该图像的该多个像素的每一像素，利用对应于同一组相对位置的同一组加权值以及多个随机数来调整该像素的邻近像素的原始值。如上所述的图像处理方法，其中调整该像素的该多个邻近像素在该量化处理之前的原始值的步骤另包含有针对该多个邻近像素中的每一邻近像素，依据该量化误差值、该多个加权值当中对应于该邻近像素的加权值、以及该多个随机数中的一随机数，调整该邻近像素的原始值。如上所述的图像处理方法，其中该邻近像素的调整量对应于该加权值与该随机数的线性组合以及该量化误差值的乘积。如上所述的图像处理方法，其另包含有产生该多个随机数。如上所述的图像处理方法，其中产生该多个随机数的步骤另包含有指定一随机数函数的一平均值参数与一标准差(variance)参数，利用该随机数函数来产生该多个随机数。如上所述的图像处理方法，其中调整该像素的该多个邻近像素在该量化处理之前的原始值的步骤另包含有重载(override)该多个随机数或依据新产生的随机数来取代已产生的随机数，以供调整一部份像素的邻近像素的原始值所用。如上所述的图像处理方法，其中该量化处理依据至少一量化阈值来进行，以及调整该像素的该多个邻近像素在该量化处理之前的原始值的步骤另包含有在调整该像素的该多个邻近像素的原始值之前，若该像素的原始值落入该至少一量化阈值中的一量化阈值附近的一特定区间内，则依据该原始值于该特定区间内的相对位置来调整该量化误差值的大小。本发明在提供上述的图像处理方法的同时，还对应地提供一种图像处理装置。该图像处理装置包含有量化器(quantizer),用来对一图像的像素值进行量化处理；量化误差计算模块，耦接至该量化器，用来针对该图像的多个像素的每一像素，计算该像素的一量化误差值，该量化误差值对应于该像素在该量化处理之后的一量化值以及该像素在该量化处理之前的一原始值之间的差异；以及调整模块，耦接至该量化器与该量化误差计算模块，用来依据该量化误差值、多个加权值、以及多个随机数，来调整该像素的多个邻近像素在该量化处理之前的原始值，其中该多个加权值分别对应于该多个邻近像素对该像素的相对位置。如上所述的图像处理装置，其中该量化处理为半色调处理。如上所述的图像处理装置，其中该量化处理为多阶半色调处理。如上所述的图像处理装置，其中针对该图像的该多个像素的每一像素，该调整模块利用对应于同一组相对位置的同一组加权值以及多个随机数来调整该像素的邻近像素的原始值。如上所述的图像处理装置，其中针对该多个邻近像素中的每一邻近像素，该调整模块依据该量化误差值、该多个加权值当中对应于该邻近像素的加权值、以及该多个随机数中的一随机数，调整该邻近像素的原始值。如上所述的图像处理装置，其中该邻近像素的调整量对应于该加权值与该随机数的线性组合以及该量化误差值的乘积。如上所述的图像处理装置，其中该调整模块包含有一适应性随机数处理单元，用来依据该量化误差值、多个加权值、以及多个随机数来产生该多个邻近像素的原始值的调整量；以及一计算单元(arithmeticunit)，耦接至该适应性随机数处理单元，用来依据适应性随机数处理单元所产生的调整量来调整该多个邻近像素的原始值。如上所述的图像处理装置，其中该调整模块指定一随机数函数的一平均值参数与一标准差参数，利用该随机数函数来产生该多个随机数。如上所述的图像处理装置，其中该调整模块可重载该多个随机数或依据新产生的随机数来取代已产生的随机数，以供调整一部份像素的邻近像素的原始值所用。如上所述的图像处理装置，其中该量化器依据至少一量化阈值来进行该量化处理，以及该调整模块在调整该像素的该多个邻近像素的原始值之前，若该像素的原始值落入该至少一量化阈值中的一量化阈值附近的一特定区间内，则依据该原始值在该特定区间内的相对位置来调整该量化误差值的大小。由此，本发明还可减轻或消除渐层图像中、对应于量化误差值趋近于零的区域的不连续变化的现象。本申请参照下列图式及说明，获得一更深入的了解图1为公知的误差扩散方法中所使用的多个加权值的示意图。图2为本发明一实施例中所提供的图像处理装置的示意图。图3为图2所示的适应性随机数处理单元所使用的多个加权值的示意图。图4为本发明一实施例中所提供的图像处理装置的示意图。图5为图4所示的适应性随机数处理单元所使用的量化误差转换函数的示意图。图6为本发明一实施例中所提供的图像处理装置的示意图。<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>具体实施方式请参考图2，图2为本发明一实施例中所提供的图像处理装置100的示意图。图像处理装置100包含有一量化器110、一阈值产生器112、一量化误差计算模块120、与一调整模块130。本实施例中，量化误差计算模块120包含有一计算单元122，而调整模块130则包含有一计算单元132与一适应性随机数处理单元134。量化器110可依据阈值产生器112所产生的至少一量化阈值来进行量化处理，其中该量化处理在本实施例中为半色调处理。依据本实施例的一实施选择，若该量化处理为两阶半色调处理，则量化器110依据阈值产生器112所产生的一量化阈值来进行量化处理，产生一个图层；若该量化处理为多阶半色调处理，则量化器110依据阈值产生器112所产生的多个量化阈值来进行量化处理，产生多个图层。在对一图像的像素值进行量化处理时，量化误差计算模块120针对该图像的多个像素的每一像素，例如像素P(i,j)，计算像素P(i，j)的一量化误差值e(i，j);量化误差值e(i，j)对应于像素P(i,j)在该量化处理之后的一量化值y(i，j)以及像素P(i,j)在该量化处理之前的一原始值x'(i，j)之间的差异。在此，原始值x'(i，j)代表像素P(i，j)的一原始值x(i，j)被输入至计算单元132时，计算单元132所输出的相对应的原始值，其中计算单元132对原始值x(i，j)的处理可能是调整原始值x(i，j)以产生原始值x'(i,j)，也可能是旁通(bypass)原始值x(i，j)作为原始值x'(i，j)。在本实施例中，调整模块130依据量化误差值e(i,j)所处理的对象为像素P(i,j)的多个邻近像素P(i+1，j)、P(i-1，j+1)、P(i,j十1)、与P(i十l,j+1)在该量化处理之前的原始值乂(1+l，j)、x(i-l，j+1)、x(i，j+l)、与x(i+l，j+l)，所以在图2中，上述的原始值x(i，j)、x(i+l,j)、x(i-l，j+l)、x(i,j+l)、与x(i+l,j+l)均表示为x作为代表。图3为图2所示的适应性随机数处理单元134所使用的多个加权值A、B、C、与D的示意图。依据本发明，适应性随机数处理单元134依据量化误差值e(i，j)、多个定值的加权值、以及依据随机数函数N所产生的多个随机数，来产生上述的邻近像素P(i+l，j)、P(i-l，j+l)、P(i，j+1)、与P(i+l，j+l)的原始值的调整量，其中邻近像素P(i+l，j)、P(i-l，j+l)、P(i,j+1)、与P(i+l,j+l)的原始值的调整量分别对应于加权值A、B、C、与D以及量化误差值e(i,j)的乘积。另外，调整模块130中的计算单元132可依据适应性随机数处理单元134所产生的调整量来调整邻近像素P(i+1，j)、P(i-1，j+1)、P(i，j+1)、与P(i+l，j+l)在该量化处理之前的原始值x(i+l,j)、x(i-l,j+l)、x(i，j+l)、与x(i+l，j+l)。在本实施例中，邻近像素P(i+l,j)、P(i-1,j+l)、P(i,j+1)、与P(i+l，j+l)的调整量分别为加权值A、B、C、与D以及量化误差值e(i，j)的乘积。如此，量化误差值e(i,j)依据加权值A、B、C、与D分别被分配至邻近像素P(i十l,j)、P(i-l，j+1)、P(i，j+1)、与P(i十l,j+1)，以调整邻近像素P(i十1，j)、P(i-l，j+l)、P(i，j+1)、与P(i+l，j+l)在量化处理之前的原始值。另夕卜，加权值A、B、C、与D则分别为定值的加权值112/256、48/256、80/256、与16/256以及多个随机数N(O,642)、N(O,162)、N(O，642)、与N(O,162)的线性组合，如图3所示，其中不论是加权值A、B、C、与D，或是定值的加权值112/256、48/256、80/256、与16/256，均分别对应于邻近像素P(i+1,j)、P(i-l，j+l)、P(i,j+1)、与P(i+l，j+l)对像素P(i，j)的相对位置。如此，针对该图像的该多个像素的每一像素，调整模块130即可利用对应于同一组相对位置的同一组加权值112/256、48/256、80/256、与16/256以及依据随机数函数N所产生的多个随机数来调整该像素的邻近像素的原始值。依据本实施例，上述的随机数函数N可表示为N(m，v)，而调整模块130中的适应性随机数处理单元134根据指定随机数函数N(m，v)的一平均值参数m与一标准差参数v，利用随机数函数N(m，v)来产生这些随机数。例如随机数N(O，64,为根据指定m=0与v=642所产生的随机数。依据本实施例的一变化例，调整模块130可重载这些随机数或依据新产生的随机数来取代已产生之随机数，以供调整一部份像素的邻近像素的原始值所用。此状况下，随机数函数N可改标示为N(m,v，t)，其中新增的时间参数t代表随机数函数N的运作可随时间参数t有所变化。图4为本发明一实施例中所提供的图像处理装置200的示意图；本实施例为图2所示的实施例的一变化例。在本实施例中，量化器210依据阈值产生器212所产生的多个量化阈值(例如在本实施例中产生四个图层，而该多个量化阈值为三个量化阈值，分别为43、128、与213)来进行该量化处理。另外，相比于图2所示的量化误差计算模块120，量化误差计算模块220另包含一转换单元224，用来依据代表打印机模型的对照表来对量化值y(i,j)进行转换，以供上述的计算单元122计算量化误差值e(i，j)所用。此外，相比于图2所不的调整模块130，调整模块230中的适应性随机数处理单元234耦接至计算单元132的输入端，以依据图5所示的量化误差转换函数Te以及计算单元132的输入端上的原始值来将上述的量化误差值e(i，j)进行前处理，其中本实施例的量化误差转换函数Te具有两个特定区间，分别对应于函数曲线中非直线的两部分，其中心值分别为85和170。依据本实施例，原始值x输入运算单元132之前，会经由增益调整单元242施加微幅的增益调整，其中增益调整单元242所施加的增益调整量对应于阈值产生器212中的对照表的内容以及随机数产生器240依据随机数函数N所产生的随机数。依据本实施例，调整模块230中的适应性随机数处理单元234在调整像素P(i,j)的邻近像素P(i十l,j)、P(i-l，j+l)、P(i，j+1)、与P(i+l,j+l)的原始值之前，若像素P(i,j)的原始值(在本实施例为计算单元132的输入端上的原始值)落入该多个量化阈值中的一量化阈值(例如43或128或213)附近的一特定区间内，则依据该原始值在该特定区间内的相对位置来调整量化误差值e(i,j)的大小，如同图5所示的量化误差转换函数Te在这两个中心值分别为85和170的特定区间中的任一个所代表的对量化误差值e(i,j)的縮放(scaling)处理；由此，本发明可以减轻或消除渐层图像中、对应于量化误差值趋近于零的区域的不连续变化的现象。图6为本发明一实施例中所提供的图像处理装置300的示意图；本实施例为图4所示的实施例的一变化例。相比于图4所示的图像处理装置200，图像处理装置300另包含有一随机数产生器350与一指定单元352,如图6所示。在此，随机数产生器350可依据随机数函数N以及计算单元132的输入端上的原始值来产生随机数，而指定单元352则依据随机数产生器350所产生的随机数来选择性地重新指定量化值y(i，j)(例如指定单元352可改变量化值y(i，j)以指定于不同的图层，也可旁通量化值y(i,j)以指定由原本量化值y(i，j)所代表的图层)；由此，本发明还可减轻或消除渐层图像中、对应于量化误差值趋近于零的区域的不连续变化的现象。以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，都应属本发明的覆盖范围。权利要求1.一种图像处理方法，其包含有在对一图像的像素值进行量化处理时，针对该图像的多个像素的每一像素，计算该像素的一量化误差值，该量化误差值对应于该像素在该量化处理之后的一量化值以及该像素在该量化处理之前的一原始值之间的差异；以及依据该量化误差值、多个加权值、以及多个随机数，来调整该像素的多个邻近像素在该量化处理之前的原始值，其中该多个加权值分别对应于该多个邻近像素对该像素的相对位置。2.如权利要求1所述的图像处理方法，其中该量化处理为半色调处理。3.如权利要求1所述的图像处理方法，其中该量化处理为多阶半色调处理。4.如权利要求1所述的图像处理方法，其中调整该像素的该多个邻近像素在该量化处理之前的原始值的步骤还包含有针对该图像的该多个像素的每一像素，利用对应于同一组相对位置的同一组加权值以及多个随机数来调整该像素的邻近像素的原始值。5.如权利要求1所述的图像处理方法，其中调整该像素的该多个邻近像素在该量化处理之前的原始值的步骤还包含有针对该多个邻近像素中的每一邻近像素，依据该量化误差值、该多个加权值当中对应于该邻近像素的加权值、以及该多个随机数中的一随机数，调整该邻近像素的原始值。6.如权利要求5所述的图像处理方法，其中该邻近像素的调整量对应于该加权值与该随机数的线性组合以及该量化误差值的乘积。7.如权利要求1所述的图像处理方法，其还包含有产生该多个随机数。8.如权利要求7所述的图像处理方法，其中产生该多个随机数的步骤还包含有指定一随机数函数的一平均值参数与一标准差参数，利用该随机数函数来产生该多个随机数。9.如权利要求1所述的图像处理方法，其中调整该像素的该多个邻近像素在该量化处理之前的原始值的步骤还包含有-重载该多个随机数或依据新产生的随机数来取代已产生的随机数，以供调整一部份像素的邻近像素的原始值所用。10.如权利要求1所述的图像处理方法，其中该量化处理依据至少一量化阈值来进行，以及调整该像素的该多个邻近像素在该量化处理之前的原始值的步骤还包含有在调整该像素的该多个邻近像素的原始值之前，若该像素的原始值落入该至少一量化阈值中的一量化阈值附近的一特定区间内，则依据该原始值于该特定区间内的相对位置来调整该量化误差值的大小。11.一种图像处理装置，其包含有量化器，用来对一图像的像素值进行量化处理；量化误差计算模块，耦接至该量化器，用来针对该图像的多个像素的每一像素，计算该像素的一量化误差值，该量化误差值对应于该像素在该量化处理之后的一量化值以及该像素在该量化处理之前的一原始值之间的差异；以及调整模块，耦接至该量化器与该量化误差计算模块，用来依据该量化误差值、多个加权值、以及多个随机数，来调整该像素的多个邻近像素在该量化处理之前的原始值，其中该多个加权值分别对应于该多个邻近像素对该像素的相对位置。12.如权利要求11所述的图像处理装置，其中该量化处理为半色调处理。13.如权利要求11所述的图像处理装置，其中该量化处理为多阶半色调处理。14.如权利要求11所述的图像处理装置，其中针对该图像的该多个像素的每一像素，该调整模块利用对应于同一组相对位置的同一组加权值以及多个随机数来调整该像素的邻近像素的原始值。15.如权利要求11所述的图像处理装置，其中针对该多个邻近像素中的每一邻近像素，该调整模块依据该量化误差值、该多个加权值当中对应于该邻近像素的加权值、以及该多个随机数中的一随机数，调整该邻近像素的原始值。16.如权利要求15所述的图像处理装置，其中该邻近像素的调整量对应于该加权值与该随机数的线性组合以及该量化误差值的乘积。17.如权利要求11所述的图像处理装置，其中该调整模块包含有适应性随机数处理单元，用来依据该量化误差值、多个加权值、以及多个随机数来产生该多个邻近像素的原始值的调整量；以及计算单元，耦接至该适应性随机数处理单元，用来依据适应性随机数处理单元所产生的调整量来调整该多个邻近像素的原始值。18.如权利要求11所述的图像处理装置，其中该调整模块指定一随机数函数的一平均值参数与一标准差参数，利用该随机数函数来产生该多个随机数。19.如权利要求11所述的图像处理装置，其中该调整模块能重载该多个随机数或依据新产生的随机数来取代已产生的随机数，以供调整一部份像素的邻近像素的原始值所用。20.如权利要求11所述的图像处理装置，其中该量化器依据至少一量化阈值来进行该量化处理，以及该调整模块在调整该像素的该多个邻近像素的原始值之前，若该像素的原始值落入该至少一量化阈值中的一量化阈值附近的一特定区间内，则依据该原始值在该特定区间内的相对位置来调整该量化误差值的大小。全文摘要本发明提供一种图像处理方法与装置，其中，所述的图像处理方法包含有在对一图像的像素值进行量化处理时，针对该图像的多个像素的每一像素，计算该像素的一量化误差值，该量化误差值对应于该像素在该量化处理之后的一量化值以及该像素在该量化处理之前的一原始值之间的差异；以及依据该量化误差值、多个加权值、以及多个随机数，来调整该像素的多个邻近像素在该量化处理之前的原始值，其中该多个加权值分别对应于该多个邻近像素对该像素的相对位置。文档编号H04N1/405GK101123667SQ200610110990公开日2008年2月13日申请日期2006年8月11日优先权日2006年8月11日发明者廖武杰,殷孟云申请人:致伸科技股份有限公司