CN100413311C - 利用无失真压缩技术提高图像打印品质的方法及其系统 - Google Patents
利用无失真压缩技术提高图像打印品质的方法及其系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种利用无失真压缩技术提高图像打印品质的方法及其系统，其流程包括，获取在一无失真压缩编码或译码过程中对一数字图像数据的一图像像素产生的一预测误差值；根据该预测误差值，计算该图像像素的一边缘强度特征值及一边缘方向性特征值；将该边缘强度特征值与该边缘方向性特征值回馈至该数字图像数据的一打印前处理模式。利用本发明，可使得利用无失真压缩方法的文件或图像有较佳的打印品质，且无需增加复杂的运算。
Description
技术领域
本发明涉及一种提高打印品质的方法及其系统，特别是涉及一种利用无失真压缩技术提高打印品质的方法及其系统。
背景技术
图像部分的细节特征在媒体间传输的过程中，例如图像输出至打印机或萤光屏等输出设备时可能随各装置的处理能力不同而有不同程度的丢失，往往造成输出图像有某种程度的模糊。
若输入的图像包含了文字区域以及图片区域，常需先借助图文分离的方法来区分出图像中的文字及图片，接着才能分别根据其不同的特性作处理以提高输出图像的品质。例如由于感光耦合组件有RGB色彩修正的问题，对于黑色文字的边缘并不是非常敏感，所以文字部分会经过边缘强化滤镜(edgeenhancement filter)的处理，而图片部分会经过除网滤镜(de-screeningfilter)的处理等。如此，经由上述处理之后输出的图像才不易失真。
因此，就影印、打印方面的应用来说，输出的图像是否失真大部分是取决于图文分离的过程。
所以目前为改善输出图像品质，大部分的研发重点皆在于如何改善图文分离的效果。
但除图文分离技术之外，若能将图像中的细节特征分离处理，将更有助于图像平滑及特征锐化以进一步提高打印品质。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于改善图文分离的效果，并且将图像中的细节特征分离处理以进一步提高打印品质。
鉴于以上的问题，本发明提供的一技术方案包括一种利用无失真压缩技术提高图像打印品质的方法及其系统。除图文分离技术之外，通过无失真压缩图像特征的获取，使得所欲打印的文件或图像，达到一定程度的特征分离(进一步图文分离)，再搭配适当的半色调处理模式，如误差扩散法(Error diffusion)作局部打印特征加强，使得打印图形处理上有较好的视觉平滑及打印品质。其中，欲打印的原稿通过扫描仪的扫描或其它装置的加载成为无失真的图像压缩存储格式(例如JPEG-LS)，在图像压缩过程或是输出至打印机前的解压缩过程中，可分析图像细节在预测误差值(Prediction Error)的细部特征，此一特征包含特征强度及特征的方向性，再自动回馈并修正打印机的半色调打印模式，以达到提高打印图像品质的目的。
而本发明技术方案所包括的一种利用无失真压缩技术提高图像打印品质的方法，包括下列步骤：获取无失真压缩编码或译码过程中对数字图像数据的图像像素所产生的预测误差值；根据得到的预测误差值，计算图像像素的边缘强度特征值及边缘方向性特征值；以及将边缘强度特征值与边缘方向性特征值回馈至该数字图像数据的打印前处理模式以改善图像输出效果，其中，该边缘强度特征值为该像素的预测误差值。
本发明技术方案所包括的一种无失真压缩技术提高图像打印品质的系统，包括：无失真压缩编码/译码模块，对于输入的数字图像数据，进行无失真压缩编码/译码，依据数字图像数据的编/译码过程可产生预测误差值；而特征产生模块，则根据先前所得到的预测误差值，计算其中图像像素的边缘强度特征值与边缘方向性特征值；及半色调模块，利用图像像素的边缘强度特征值与边缘方向性特征值回馈至半色调处理模式以改善数字图像数据的打印品质，其中，该边缘强度特征值为该像素的预测误差值。
并且可另配合图文分离模块以区分该数字图像数据的文字区域与图片区域；分色模块以将该数字图像数据由RGB转为CMYK后由该半色调模块处理；以及一特征增强模块以改善该数字图像数据的打印特征。
以下在实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使任何本领域的普通技术人员了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所公开的内容、权利要求及附图，任何本领域的普通技术人员可轻易地理解本发明相关的目的及优点。
本发明的技术方案，可使得利用无失真压缩方法的文件或图像有较佳的打印品质，且无需增加复杂的运算，在打印模式的选择上以误差扩散法配合其量化器及相关适应性的误差滤波器即可达到改善打印特征品质的目的。
附图说明
图1为本发明利用无失真压缩技术提高图像打印品质方法的第一较佳实施例。
图2为本发明的一较佳具体实施例公开利用无失真压缩技术提高图像打印品质的方法所应用系统架构的第一较佳实施例(JPEG-LS规格)。
图3A与图3B分别为以一像素为中心形成的N×N屏蔽及在该屏蔽范围内，以该像素为中心的预测误差值强度分布的一较佳实施例。
图4显示像素强度特征值Wxi(f)与方向性特征值Dxi(f)如何与半色调模块配合作用的一较佳实施例。
图5为本发明所利用的特征增强模块的较佳实施例。
图6为本发明利用无失真压缩技术提高打印品质的方法所应用系统架构的第二较佳实施例。
其中，附图标记：
1无失真压缩编码模块 2屏蔽
3无失真压缩译码模块 4屏蔽
5特征增强模块 7图文分离模块
9特征产生模块 11分色模块
13半色调模块 15内容模块
17预测模块 19预测误差编码模块
21扫描模块 23适应性误差滤波器
25条件式量化器
Wxi(f)像素强度特征值
Dxi(f)像素方向性特征值
Hxi(f)预测误差值
Rxi(f)联机像素中心各方向邻点的预测误差值相加最大者
Xij输入像素图像
Uij误差累积状态值
X’ij输出像素图像
eij误差差值
具体实施方式
为使对本发明的目的、构造、特征、及功能有进一步的了解，现配合实施例详细说明如下。以上的关于本发明内容的说明及以下的实施方式的说明用以示范与解释本发明的原理，并提供对本发明的专利申请范围更进一步的解释。
本发明的较佳具体实施例提供一种利用无失真压缩技术提高图像打印品质的方法及其架构，主要利用无失真压缩编码或译码过程中产生的预测误差值(Prediction Error)的细部特征，再自动回馈并修正打印机的半色调打印模式，以使得打印图形处理上有较佳的视觉平滑及打印品质，进而达到提高打印图像品质的目的。
请参阅图1，为本发明一较佳实施例公开的利用无失真压缩技术提高图像打印品质的方法的第一较佳实施例。
首先，获取在无失真压缩编码或译码过程中对数字图像数据的图像像素产生的预测误差值(步骤101)；根据预测误差值，计算图像像素的边缘强度特征值及边缘方向性特征值(步骤102)；及将边缘强度特征值与边缘方向性特征值回馈至该数字图像数据的打印前处理模式(步骤103)。
其中图像像素的边缘强度特征值为对于每一像素色调经过图像数据处理可得到的相对量化数据。
而图像像素的边缘方向性特征值的取得步骤包括：以一图像像素为中心，与邻近像素的预测误差值分布构成一N×N屏蔽，其中N是大于1的整数；在N×N屏蔽中，以此图像像素为中心，分别计算垂直、水平、对角的一预测误差值总和；及以最大的预测误差值总和来作为量化的边缘方向性特征值。
因此，在将上述得到的值回馈至例如为半色调处理模式的打印前处理模式后，便可对于打印输出品质有所改善。
请参阅图2，为本发明的一较佳具体实施例公开的利用无失真压缩技术提高图像打印品质的方法所应用系统架构的第一较佳实施例(JPEG-LS规格)。在该系统中，利用了无失真压缩译码过程中产生的预测误差值(PredictionError)回馈并修正打印机的半色调打印模式。
如图所示，该系统包含无失真压缩编码模块1、无失真压缩译码模块3、特征增强模块5、图文分离模块7、特征产生模块9、分色模块11以及半色调模块13。
无失真压缩编码模块1，利用一无失真压缩技术对输入的数字图像数据进行压缩以减少其数据量大小，如此便可增加数据在传输以及处理上的速度。
无失真压缩编码模块1可包括内容模块15、预测模块17、预测误差编码模块19以及扫描模块21。
无失真压缩编码模块1所利用的无失真压缩技术，可为例如JPEG-LS规格。而本发明并非仅能利用该JPEG-LS无失真压缩规格，而是任何无失真压缩技术皆可利用。
如图所示，压缩后的数据若要进行打印，需通过无失真压缩译码模块3，将数据解压缩后才能继续进行打印的前置作业，例如特征加强、分色以及半色调处理等。反之，若不进行打印，该数据也可自压缩位置(例如扫描仪)传至数据处理装置(例如计算机)进行存储或其它后置作业处理流程。
在该较佳实施例中，从无失真压缩译码模块3中译码得出的图像中各像素预测误差值的绝对值系数，在经过特征增强模块5以及图文分离模块7后，提供至特征产生模块9以计算细节特征于各像素中所占的比例及其方向性，并赋予权重值。
进一步详细说明，特征产生模块9根据各像素预测误差值的绝对值系数，对每一像素皆产生关于像素强度的Wxi(f)函数特征值以及关于像素方向性的Dxi(f)函数特征值。Wxi(f)函数特征值与Dxi(f)函数特征值中可附加权重值。
Wxi(f)可以下列方程式表示：
Wxi(f)＝Hxi(f)*Wi
Dxi(f)可以下列方程式表示：
Dxi(f)＝Rxi(f)*Wi
其中Hxi(f)为该像素的预测误差值，Wi为使用者或厂商可设定的权重值，是不为0的正数。另外，请参阅图3A与图3B，分别为以一像素(P4)为中心所形成的3×3屏蔽及在该屏蔽范围内，所有像素的预测误差值强度分布的一较佳实施例，其中P0、P1、P2、P3、…P8为该3×3屏蔽中的各像素。在该较佳实施例中，以3×3的屏蔽2作为例子，在该屏蔽2范围内，以像素P4为中心的预测误差强度分布可如图3B中的标号4所示。而Rxi(f)为以该像素P4作为中心，联机该像素P4的各方向邻点的预测误差值作加权运算后所取的最大值。
Rxi(f)可表示为：
Rxi(f)＝max{|Hxi(P3)|+|Hxi(P4)|+|Hxi(P5)|，|Hxi(P1)|+|Hxi(P4)|+|Hxi(P7)|，|Hxi(P0)|+|Hxi(P4)|+|Hxi(P8)|，|Hxi(P2)|+|Hxi(P4)|+|Hxi(P6)|}
以图3B中的实施例为例，Rxi(f)＝max{100，38，37，35}，其中值最大者为100，故Rxi(f)＝100。
由上述式子，可得出每一像素关于强度的加权后特征值Wxi(f)以及关于像素方向性的加权后特征值Dxi(f)。
而每一像素在得出其个别的强度特征值Wxi(f)与方向性特征值Dxi(f)后，可进一步考虑邻近像素的特征属性(文字/图形属性或特征/非特征属性)，经过特征增强模块5、图文分离模块7与分色模块11的作用(如图2所示)，在增加区域属性的关联性、降低特征属性的误判并从RGB转换为CMYK之后，配合强度特征值Wxi(f)与方向性特征值Dxi(f)的自动回馈至半色调模块13，通过半色调误差扩散法，考虑各像素的边缘特征值、灰阶值及误差累积等条件，将具边缘与非边缘特征的像素作不同的处理，使得具非边缘特征的像素墨点依原有误差扩散法方式得到较分散(平滑)的分配，而具边缘特征的像素墨点依本发明的方向性系数特征值Dxi(f)在误差滤波器中的运算而得到较集中(锐利)的分配。
其中关于强度特征值Wxi(f)与方向性能量系数的特征值Dxi(f)如何与半色调模块13配合作用，请参阅图4。在图中，输入像素图像Xij与该半色调模块13中的适应性误差滤波器23得出的信号加成后产生误差累积状态值Uij，该状态值Uij一方面输入条件式量化器25，与回馈的图像边缘强度特征值Wxi(f)配合以决定图像数据的输入或输出；因特征强度值Wxi(f)会加强状态值Uij或者适度降低条件式量化器的阀值，使得特征较强的图像边缘像素点获得优先输出而特征较不强的平滑像素点获得延后输出。另一方面，状态值Uij与输出像素X’ij相减后所产生的误差差值eij则与图像边缘方向性特征值Dxi(f)一起回馈至适应性误差滤波器23，按照边缘的方向性，将较多的误差值送往方向性特征较强的邻点，因此误差值能依各方向的强弱而均匀分配至各邻近像素点；如此便可配合半色调误差扩散法达到提高打印特征品质的目的。
请参阅图5，为本发明所利用的特征增强模块的实施例。可根据图像特征的比例，在该特征增强模块5选择一种或一种以上的适用的滤镜(如图中所示的六种滤镜5A～5F)作为特征加强的方式。虽图5中仅显示该六种滤镜，但实际应用中，本发明非仅能利用该六种滤镜，任何被本领域普通技术人员熟知的滤镜皆可选用。
另外，请参阅图6，为本发明利用无失真压缩技术提高打印品质的方法所应用的系统架构的第二较佳实施例。在该系统中，利用无失真压缩编码过程中产生的预测误差值(Prediction Error)回馈并修正打印机的半色调打印模式。
如图6所示，该系统包含无失真压缩编码模块1、特征增强模块5、图文分离模块7、特征产生模块9、分色模块11以及半色调模块13。
与图2的第一较佳实施例不同之处在于图像中各像素预测误差值的绝对值系数是从无失真压缩编码模块1中得出的。同样的在经过特征增强模块5以及图文分离模块7后，提供至特征产生模块9以计算细节特征于各像素中所占的比例及其方向性，并可赋予权重值。
而其余特征增强模块5、图文分离模块7、特征产生模块9、分色模块11以及半色调模块13的作用皆与第一较佳实施例中相同，故不再赘述。
综上所述，可发现通过本发明方法及系统，确可在图像输出打印时，有助于图像平滑及特征锐化以达到打印品质的加强。
虽然本发明以前述的实施例公开如上，但并非用以限定本发明。在不脱离本发明的精神和范围内，所做的更动与修改，均属本发明的专利保护范围。
Claims (22)
1. 一种利用无失真压缩技术提高图像打印品质的方法，其特征在于，包括：
获取一个在一无失真压缩编码或译码过程中对一数字图像数据的一图像像素产生的预测误差值；
根据该预测误差值，计算该图像像素的一边缘强度特征值及一边缘方向性特征值；及
将该边缘强度特征值与该边缘方向性特征值回馈至该数字图像数据的一打印前处理模式；
其中，该边缘强度特征值为该像素的预测误差值。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，该边缘方向性特征值的计算方法包括：
以该图像像素为中心，与邻近像素的预测误差值分布构成一N×N屏蔽，其中N是大于1的整数；
在该N×N屏蔽中，以该图像像素为中心，分别计算通过该图像像素的垂直、水平、对角方向联机的预测误差值总和；及
以该预测误差值总和中最大者作为该边缘方向性特征值。
3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，该打印前处理模式为一半色调处理模式。
4. 如权利要求3所述的方法，其特征在于，该半色调处理模式利用误差扩散法。
5. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，该边缘强度特征值与该边缘方向性特征值被赋予一权重值。
6. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，该无失真压缩编码或译码过程属于JPEG-LS规格。
7. 一种利用无失真压缩技术提高图像打印品质的系统，其特征在于包括：
一无失真压缩编码模块，输入一数字图像数据，依据该数字图像数据的一图像像素产生一预测误差值；
一特征产生模块，根据该预测误差值，计算该图像像素的一边缘强度特征值与一边缘方向性特征值；及
一半色调模块，利用该边缘强度特征值与该边缘方向性特征值回馈至一半色调处理模式以提高该数字图像数据的打印品质；
其中，该边缘强度特征值为该像素的预测误差值。
8. 如权利要求7所述的系统，其特征在于，该特征产生模块计算该边缘方向性特征值的步骤包括：
以该图像像素为中心，与邻近像素的预测误差值分布构成一N×N屏蔽，其中N是大于1的整数；
在该N×N屏蔽中，以该图像像素为中心，分别计算通过该图像像素的垂直、水平、对角方向联机的预测误差值总和；及
以该预测误差值总和中最大者作为该边缘方向性特征值。
9. 如权利要求7所述的系统，其特征在于，还包括一特征增强模块，其与该无失真压缩编码模块连接以提高该数字图像数据的打印特征。
10. 如权利要求9所述的系统，其特征在于，还包括一图文分离模块，其与该特征增强模块连接，以区分该数字图像数据的文字区域与图片区域。
11. 如权利要求10所述的系统，其特征在于，还包括一分色模块，连接于该图文分离模块与半色调模块之间，用以将该数字图像数据由RGB转为CMYK后由该半色调模块处理。
12. 如权利要求7所述的系统，其特征在于，该半色调处理模式利用一误差扩散法。
13. 如权利要求7所述的系统，其特征在于，该边缘强度特征值与该边缘方向性特征值被附加一权重值。
14. 如权利要求7所述的系统，其特征在于，该无失真压缩编码模块属于JPEG-LS规格。
15. 一种利用无失真压缩技术加强图像打印品质的系统，其特征在于包括：
一无失真压缩译码模块，对无失真压缩编码的一数字图像数据进行译码，依据该数字图像数据的一图像像素产生一预测误差值；
一特征产生模块，根据该预测误差值，计算该图像像素的一边缘强度特征值与一边缘方向性特征值；及
一半色调模块，利用该边缘强度特征值与该边缘方向性特征值回馈至一半色调处理模式以提高该数字图像数据的打印品质；
其中，该边缘强度特征值为该像素的预测误差值。
16. 如权利要求15所述的系统，其特征在于，该特征产生模块计算该边缘方向性特征值的步骤包括：
以该图像像素为中心，与邻近像素的预测误差值分布构成一N×N屏蔽，其中N是大于1的整数；
在该N×N屏蔽中，以该图像像素为中心，分别计算通过该图像像素的垂直、水平、对角方向联机的预测误差值总和；及
以该预测误差值总和中的最大者作为该边缘方向性特征值。
17. 如权利要求16所述的系统，其特征在于，还包括一特征增强模块，其与该无失真压缩译码模块连接以提高该数字图像数据的打印特征。
18. 如权利要求17所述的系统，其特征在于，还包括一图文分离模块，其与该特征增强模块连接，以区分该数字图像数据的文字区域与图片区域。
19. 如权利要求18所述的系统，其特征在于，还包括一分色模块，其连接于该图文分离模块与半色调模块之间，以将该数字图像数据由RGB转为CMYK后由该半色调模块处理。
20. 如权利要求16所述的系统，其特征在于，该半色调处理模式利用误差扩散法。
21. 如权利要求16所述的系统，其特征在于，该强度特征值与该方向性特征值被附加一权重值。
22. 如权利要求16所述的系统，其特征在于，该无失真压缩译码模块属于JPEG-LS规格。
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