CN101500063B - 图像处理装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种图像处理装置。该图像处理装置包含一分割模块、一第一判断模块及一调整模块。该分割模块用以将一图像分割成多个子图像。该第一判断模块包含一亮度统计单元及一判断单元。该亮度统计单元用以产生该图像的一亮度统计结果并根据该亮度统计结果决定一亮度临界值。该判断单元用以判断这些子图像中的一目标子图像的一平均亮度是否大于该亮度临界值。如果该判断单元的判断结果为是，则该调整模块调整该目标子图像的该平均亮度。

Description

图像处理装置及方法

技术领域

本发明与图像处理有关，并且特别地，涉及一种具有调整图像亮度以达到省墨效果的图像处理装置及方法。

背景技术

近年来，由于图像处理的技术不断地进步，目前市面上已有各种具备不同功能的图像输入/输出装置，例如扫描仪、印表机、影印机或多功能事务机等。

一般而言，当使用者想要将文件上所示的图片或文字转成计算机上的图像文档时，必须使用扫描仪才能将图片或文字扫描至计算机里。此外，当使用者想要影印文件上的图片或文字时，除了直接使用影印机影印外，亦可先使用扫描仪将文件上的图片或文字扫描成计算机文档，然后再用印表机将该文档列印出来。

但上述的方法均须有扫描仪及/或影印机等图像输入/输出装置的配合才能执行，对于使用者而言，相当不便。所以已有一种结合现有的笔记型计算机的可携式计算机系统被提出。该可携式计算机系统可以通过其原有的网络摄像机/相机、背光模块，达到扫描文件图像的功能。如果该可携式计算机系统另外再连接一台印表机，则可更进一步达到影印文件图像的功能。

然而，该可携式计算机系统虽具有易携带及易操作的优点，但是当其背光模块或周围光线所提供的光源不均匀时，将造成其所撷取的文件图像明暗不均。此外，当文件图像的背景并非白色时，列印该文件图像时将会浪费许多墨水。

因此，本发明的主要范畴在于提供一种图像处理装置及方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明提供一种图像处理装置及图像处理方法。根据本发明的一具体实施例是图像处理装置。该图像处理装置包含一分割模块、一第一判断模块及一调整模块。

在此实施例中，该分割模块用于将一图像分割成多个子图像。该第一判断模块电连接至该分割模块，并包含一亮度统计单元及一判断单元。该亮度统计单元用于产生该图像的一亮度统计结果并根据该亮度统计结果决定一亮度临界值。该判断单元电连接至该亮度统计单元，并用于判断这些子图像中的一目标子图像的一平均亮度是否大于该亮度临界值。该调整模块电连接至该第一判断模块，如果该判断单元的判断结果为是，则该调整模块调整该目标子图像的该平均亮度。

相较于先前技术，根据本发明的图像处理装置及方法，可根据一文件图像所分割成的一目标子图像是否为背景图像的判断结果，调整该目标子图像的平均亮度，不仅能有效地节省列印文件图像时所需的墨水，亦能改善由于光源(例如背光(back-light)模块或周围光线(ambient light))所造成的图像明暗不均现象。本发明提出的概念不但可应用在前述具有扫描功能的可携式计算机系统，亦可广泛应用于一般的扫描/影印系统。

关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及附图得到进一步的了解。

附图说明

图1是绘示根据本发明第一具体实施例的图像处理装置的功能方块图；

图2是绘示根据本发明第二具体实施例的图像处理装置的功能方块图；

图3是绘示根据本发明第三具体实施例的图像处理方法的流程图；以及

图4是绘示根据本发明第四具体实施例的图像处理方法的流程图。

【主要元件符号说明】

S11～S43：流程步骤

1、3：图像处理装置       10、30：撷取模块

11、31：放大模块         12、32：分割模块

13、33：杂点去除模块     14、36：第一判断模块

142：亮度统计单元        144：判断单元

16、38：调整模块         18、34：计算模块

20、42：第二判断模块     40：亮度统计模块

具体实施方式

根据本发明的第一具体实施例是图像处理装置。请参阅图1，图1是绘示该图像处理装置的功能方块图。如图1所示，图像处理装置1包含一分割模块12、一第一判断模块14及一调整模块16。

在此具体实施例中，分割模块12用于将一图像分割成多个子图像。第一判断模块14电连接至分割模块12，并包含一亮度统计单元142及一判断单元144。亮度统计单元142用于产生该图像的一亮度统计结果(例如一亮度统计直方图)并根据该亮度统计结果决定一亮度临界值L_th。判断单元144电连接至亮度统计单元142，并用于判断这些子图像中的一目标子图像I的平均亮度L_I是否大于亮度临界值L_th。在这些子图像中，目标子图像I即为图像处理装置1正在进行处理的子图像。

调整模块16电连接至第一判断模块14，如果第一判断模块14中的判断单元144的判断结果为是，亦即目标子图像I的平均亮度L_I大于亮度临界值L_th时，目标子图像I此时被视为文件图像中的背景部分，调整模块16将会调整目标子图像I的平均亮度L_I，上述的亮度调整可以是增加目标子图像I的平均亮度L_I或直接将目标子图像I调整成白色，以达到列印图像时省墨的效果。

如图1所示，在实际应用中，图像处理装置1可进一步包含一撷取模块10及一放大模块11。撷取模块10用于撷取一目标图像。实际上，撷取模块10可以是任何能够拍摄图像的装置，例如一摄像机、一手机、一相机、一内建式网络摄像机或外接式网络摄像机。

放大模块11电连接至撷取模块10，并用于放大该目标图像以形成该图像。该目标图像需要被放大的原因在于，由于分割模块12会将该图像分割成许多子图像，如果将每个子图像的大小设定得太小，则图像中所包含的文字很可能被分割至不同的子图像中，反而无法达到最佳的图像处理效果。因此，当目标图像不够大时，为了得到适当大小的子图像，就必须透过放大模块11放大该目标图像。

举例而言，假设由一数位相机所拍摄到的一文件图像的大小为(1600*1200)个像素，并且将欲切割的子图像大小设为(120*90)个像素。如果该文件图像会被列印成A4的大小(29.7公分*21公分)，则以60像素/公分计，总共需要(1782*1260)个像素大小。将1782除以120等于14.85，将1260除以90等于14，由于分割的子图像个数以2的n次方为基准，故取大于14.85的16，也就是2的四次方。因此，该文件图像的大小必须由(1600*1200)个像素放大至(120*90)*16个像素，也就是(1920*1440)个像素。因此，该文件图像可被切割成多个具有适当大小的子图像，以期能达到优选的图像处理效果。

此外，图像处理装置1亦可进一步包含一杂点去除模块13。用于在该图像被分割之前去除该图像中的杂点，因此，杂点去除模块13可电性连接于撷取模块10与放大模块11之间，抑或电性连结在放大模块11与分割模块12之间。实际上，杂点去除模块13可透过将图像柔顺化或开启/关闭运算的方式去除图像中原本存在的杂点，以增进后续图像处理操作所产生的效果。

如图1所示，图像处理装置1可进一步包含一计算模块18及一第二判断模块20。计算模块18会将目标子图像I的一最大亮度L_max减去一最小亮度L_min以得到一亮度差值ΔL。通过亮度差值ΔL，可以显示在目标子图像I中的亮度是否均匀。在目标子图像I中，如果同时包含背景图像及文字图像，则其亮度差值将会较只包含背景图像者的亮度差值来得大。

假设第一判断模块14中的判断单元144的判断结果为否，亦即目标子图像I的平均亮度L_I小于亮度临界值L_th，这代表着目标子图像I可能不只包含背景图像，还包含文字图像。

为进一步确定目标子图像I是否包含文字图像，第二判断模块20就会判断目标子图像I的亮度差值ΔL是否小于一亮度差临界值ΔL_th。由于亮度差临界值ΔL_th被用以作为判断目标子图像I中是否包含文字图像的依据，因此，亮度差临界值ΔL_th的设定便显得相当重要。一般而言，为了得到优选的图像处理效果，亮度差临界值ΔL_th常被设为一个相当小的值，例如20。

接下来，将分别就第二判断模块20的两种可能的判断结果进行探讨。假设第二判断模块20的判断结果为是，亦即目标子图像I的亮度差值ΔL小于一亮度差临界值ΔL_th，这代表着目标子图像I的亮度均匀，其原因是由于目标子图像I包含受到背光模块的光源或周围光线的光源所导致，因此，虽然目标子图像I的平均亮度L_I小于亮度临界值L_th，但由于其亮度差值ΔL小于一亮度差临界值ΔL_th，目标子图像I仍被视为文件图像中的背景部分。因此，调整模块16将会调整目标子图像I的平均亮度L_I。上述的亮度调整可以是增加目标子图像I的平均亮度L_I或直接将目标子图像I调整成白色，以达到列印文件图像时省墨的效果。

另一方面，假设第二判断模块20的判断结果为否，亦即目标子图像I的亮度差值ΔL大于一亮度差临界值ΔL_th，这代表着目标子图像I的亮度不均匀，即除了背景图像之外，还包含文字图像，因而会具有较高的亮度差值。此时，目标子图像I将被视为文件图像中的非背景部分，目标子图像I的平均亮度将不会被改变，即调整模块16不动作。

在实际应用中，由于先前技术中所提及的可携式计算机系统是结合现有的笔记型计算机所具备的网络摄像机/相机、背光模块及印表机等装置，以达到扫描及影印文件图像的功能。由于笔记型计算机的背光模块所发出的光源可能会有不均匀的现象，或是周围光线的分布不均，导致扫描或影印出来的文件图像背景较暗或亮度不均。根据本发明的图像处理装置即可大幅改善此一现象。

根据本发明的第二具体实施例是图像处理装置。请参阅图2，图2是绘示该图像处理装置的功能方块图。如图2所示，图像处理装置3包含一分割模块32、一计算模块34、一第一判断模块36及一调整模块38。

在此具体实施例中，分割模块32用于将一图像分割成多个子图像。计算模块34电连接至分割模块32，用以将这些子图像中的一目标子图像I的一最大亮度L_max减去一最小亮度L_min以得到一亮度差值ΔL。第一判断模块36电连接至计算模块34，并用于判断目标子图像I的亮度差值ΔL是否小于一亮度差临界值ΔL_th。

调整模块38电连接至第一判断模块36，如果第一判断模块36的判断结果为是，亦即目标子图像I的亮度差值ΔL小于一亮度差临界值ΔL_th时，这代表着目标子图像I的亮度均匀，故可被视为文件图像中的背景部分，调整模块38将会调整目标子图像I的平均亮度L_I。上述的亮度调整可以是增加目标子图像I的平均亮度L_I或直接将目标子图像I调整成白色，以达到列印图像时省墨的效果。

如图2所示，图像处理装置3可进一步包含一撷取模块30及一放大模块31。撷取模块30用于撷取一目标图像。实际上，撷取模块30可以是任何能够拍摄图像的装置，例如一摄像机、一手机、一相机、一内建式网络摄像机或外接式网络摄像机。

放大模块31电连接至撷取模块30，并用于放大该目标图像以形成该图像。由于在前面的实施例中已提及该目标图像需要被放大的理由，于此不再赘述。

此外，图像处理装置3可进一步包含一杂点去除模块33。杂点去除模块33用于在该图像被分割之前去除该图像中的杂点。因此，杂点去除模块13可电性连接于撷取模块30与放大模块31之间，抑或电性连结于于放大模块31与分割模块32之间。

如图2所示，图像处理装置3可进一步包含一亮度统计模块40及一第二判断模块42。亮度统计模块40电连接至分割模块32，用以产生该图像的一亮度统计结果(例如一亮度统计直方图)并根据该亮度统计结果决定一亮度临界值。第二判断模块42电连接至第一判断模块36、调整模块38及亮度统计模块40。

如果第一判断模块36的判断结果为否，亦即目标子图像I的亮度差值ΔL大于一亮度差临界值ΔL_th时，代表目标子图像I的亮度不均匀，其原因可能为目标子图像I不只包含背景图像，还包含文字图像；为进一步确定目标子图像I是否包含文字图像，第二判断模块42将会判断目标子图像I的平均亮度L_I是否大于亮度临界值L_th。

如果第二判断模块42的判断结果为是，亦即目标子图像I的平均亮度L_I大于亮度临界值L_th，其原因是由于目标子图像I包含部分的杂点或受到背光模块的光源或周围光线的光源所导致，因此，虽然目标子图像I的亮度不均匀，但由于其平均亮度L_I大于亮度临界值L_th，目标子图像I此时仍被视为背景图像，因此，调整模块38将会调整目标子图像I的平均亮度L_I。举例而言，调整模块38可增加目标子图像I的平均亮度L_I或直接将目标子图像I调整为白色，以达到列印图像时省墨的效果。

如果第二判断模块42的判断结果为否，亦即目标子图像I的平均亮度L_I小于亮度临界值L_th，其原因是由于目标子图像I除包含背景图像，还包含文字图像所导致，此时，目标子图像I被视为非背景图像，因此，调整模块38将不会调整目标子图像I的平均亮度L_I(即不动作)。

根据本发明的第三具体实施例是图像处理方法。请参阅图3，图3是绘示该图像处理方法的流程图。如图3所示，该方法首先执行步骤S14，将一图像分割成多个子图像。其次，该方法执行步骤S15，产生该图像的一亮度统计结果并根据该亮度统计结果决定一亮度临界值。接着，该方法执行步骤S17，判断这些子图像中的一目标子图像的一平均亮度是否大于该亮度临界值。如果步骤S17的判断结果为是，该方法执行步骤S19，调整该目标子图像的该平均亮度。

如图3所示，该方法可在步骤S14之前，先执行步骤S11、S12及S13。步骤S11是指撷取一目标图像；步骤S12指的是放大该目标图像以形成该图像；步骤S13则是去除该图像上所存在的杂点，需注意的是，步骤S13亦可置在步骤S12之前处理。

在实际应用中，该方法可进一步执行一步骤，将该目标子图像的一最大亮度减去一最小亮度以得到一亮度差值。如图3所示，如果步骤S17的判断结果为否，该方法执行步骤S21，判断该目标子图像的该亮度差值是否小于一亮度差临界值。如果步骤S21的判断结果为是，该方法执行步骤S19，调整该目标子图像的该平均亮度。另一方面，如果步骤S21的判断结果为否，该方法执行步骤S23，不进行任何操作以维持该目标子图像的平均亮度不变。

根据本发明的第四具体实施例亦为一种图像处理方法。请参阅图4，图4是绘示该图像处理方法的流程图。如图4所示，该方法首先执行步骤S33，将一图像分割成多个子图像。其次，该方法执行步骤S35，将这些子图像中的一目标子图像的一最大亮度减去一最小亮度以得到一亮度差值。接着，该方法执行步骤S37，判断该亮度差值是否小于一亮度差临界值。如果步骤S37的判断结果为是，该方法执行步骤S39，调整该目标子图像的该平均亮度。

如图4所示，该方法可在步骤S33之前，先执行步骤S31及S32。步骤S31是指撷取一目标图像；步骤S32则是放大该目标图像以形成该图像。此外，在步骤S33之前，该方法亦可先执行一步骤，去除该图像上所存在的一杂点，需注意的是，步骤S33亦可置于步骤S12之前处理。

在实际应用中，该方法可进一步执行一步骤，产生该图像的一亮度统计结果并根据该亮度统计结果决定一亮度临界值。如果步骤S37的判断结果为否，该方法执行步骤S41，判断该目标子图像的一平均亮度是否大于该亮度临界值。如果步骤S41的判断结果为是，该方法执行步骤S39，调整该目标子图像的该平均亮度。另一方面，如果步骤S41的判断结果为否，该方法执行步骤S43，不进行任何操作以维持该目标子图像的平均亮度不变。

相较于先前技术，根据本发明的图像处理装置及方法，可根据一图像所分割成的一目标子图像是否为背景的判断结果，调整该目标子图像的平均亮度，不仅能有效地节省列印时所需的墨水，亦能改善由于光源所造成的图像明暗不均现象。

通过以上优选具体实施例的详述，希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所公开的优选具体实施例来对本发明的范畴加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排在本发明所欲申请的权利要求书要求保护的范围内。因此，本发明所申请的请求保护的范畴应该根据上述的说明作最宽广的解释，以致使其涵盖所有可能的改变以及具相等性的安排。

Claims (14)

1.一种图像处理装置，包含：

一分割模块，用以将一图像分割成多个子图像；

一第一判断模块，电连接至该分割模块，包含：

一亮度统计单元，用以产生该图像的一亮度统计结果并根据该亮度统计结果决定一亮度临界值；以及

一判断单元，电连接至该亮度统计单元，用以判断这些子图像中的一目标子图像的一平均亮度是否大于该亮度临界值；

一调整模块，电连接至该第一判断模块，如果该判断单元的判断结果为是，则该调整模块增加该目标子图像的该平均亮度；以及

一放大模块，电连接至该分割模块，用以放大该图像，使该图像可被分割成所述多个子图像。

2.如权利要求1所述的图像处理装置，进一步包含：

一撷取模块，电连接至该放大模块，用以撷取该目标图像。

3.如权利要求1所述的图像处理装置，进一步包含：

一杂点去除模块，电连接至该分割模块，用以在该图像被分割之前去除该图像中的一杂点。

4.如权利要求1所述的图像处理装置，进一步包含：

一计算模块，电连接至该分割模块，用以将该目标子图像的一最大亮度减去一最小亮度以得到一亮度差值；以及

一第二判断模块，电连接至该计算模块、该判断单元及该调整模块，如果该判断单元的判断结果为否，则该第二判断模块判断该亮度差值是否小于一亮度差临界值；

其中如果该第二判断模块的判断结果为是，则该调整模块增加该目标子图像的该平均亮度。

5.如权利要求4所述的图像处理装置，其中如果该第二判断模块的判断结果为是，该调整模块将该目标子图像调整为一白色子图像。

6.一种图像处理装置，包含：

一分割模块，用以将一图像分割成多个子图像；

一计算模块，电连接至该分割模块，用以将这些子图像中的一目标子图像的一最大亮度减去一最小亮度以得到一亮度差值；

一第一判断模块，电连接至该计算模块，用以判断该亮度差值是否小于一亮度差临界值；

一调整模块，电连接至该第一判断模块，如果该第一判断模块的判断结果为是，该调整模块增加该目标子图像的一平均亮度；

一亮度统计模块，电连接至该分割模块，用以产生该图像的一亮度统计结果并根据该亮度统计结果决定一亮度临界值；

一第二判断模块，电连接至该亮度统计模块、该调整模块及该第一判断模块，如果该第一判断模块的判断结果为否，则该第二判断模块判断该目标子图像的该平均亮度是否大于该亮度临界值；以及

一放大模块，电连接至该分割模块，用以放大该图像，使该图像可被分割成所述多个子图像；

其中如果该第二判断模块的判断结果为是，则该调整模块增加该目标子图像的该平均亮度。

7.如权利要求6所述的图像处理装置，进一步包含：

一撷取模块，电连接至该放大模块，用以撷取该目标图像。

8.如权利要求6所述的图像处理装置，进一步包含：

一杂点去除模块，电连接至该分割模块，用以在该图像被分割之前去除该图像中的一杂点。

9.如权利要求6所述的图像处理装置，其中如果该第二判断模块的判断结果为是，则该调整模块将该目标子图像调整为一白色子图像。

10.一种图像处理方法，包含下列步骤：

(a)将一图像分割成多个子图像；

(b)产生该图像的一亮度统计结果并根据该亮度统计结果决定一亮度临界值；

(c)判断这些子图像中的一目标子图像的一平均亮度是否大于该亮度临界值；以及

(d)如果步骤(c)的判断结果为是，增加该目标子图像的该平均亮度；该图像处理方法在步骤(a)之前进一步包含下列步骤：

(e)放大该图像，使该图像可被分割成所述多个子图像；以及

(f)撷取该目标图像。

11.如权利要求10所述的图像处理方法，该图像处理方法在步骤(a)之前进一步包含下列步骤：

(g)去除该图像上所存在的一杂点。

12.如权利要求10所述的图像处理方法，该图像处理方法进一步包含下列步骤：

(h)将该目标子图像的一最大亮度减去一最小亮度以得到一亮度差值；

(i)如果步骤(c)的判断结果为否，判断该亮度差值是否小于一亮度差临界值；以及

(j)如果步骤(i)的判断结果为是，增加该目标子图像的该平均亮度。

13.一种图像处理方法，包含下列步骤：

(a)将一图像分割成多个子图像；

(b)将这些子图像中的一目标子图像的一最大亮度减去一最小亮度以得到一亮度差值；

(c)判断该亮度差值是否小于一亮度差临界值；

(d)如果步骤(c)的判断结果为是，增加该目标子图像的一平均亮度；

(h)产生该图像的一亮度统计结果并根据该亮度统计结果决定一亮度临界值；

(i)如果步骤(c)的判断结果为否，判断该目标子图像的该平均亮度是否大于该亮度临界值；以及

(j)如果步骤(i)的判断结果为是，增加该目标子图像的该平均亮度；。

该图像处理方法在步骤(a)之前进一步包含下列步骤：

(e)放大该图像，使该图像可被分割成所述多个子图像；以及

(f)撷取该目标图像。

14.如权利要求13所述的图像处理方法，该图像处理方法在步骤(a)之前进一步包含下列步骤：

(g)去除该图像上所存在的一杂点。

Images