CN102300035B - 降低数字图像中黑色含量的方法 - Google Patents

Abstract

一种降低数字图像中黑色含量的方法，用计算机将一原始数字图像处理成黑色含量较低或是消除黑色含量。本发明所述方法主要是以每三个相邻像素为一组来进行处理，分别对RGB进行增值。

Description

降低数字图像中黑色含量的方法

技术领域

本发明涉及一种降低数字图像中黑色含量的方法，使得打印机在打印数字图像后，数字图像能完全不含或大大降低黑色墨水(或碳粉)的含量。

背景技术

市售打印机会将使用者计算机端送达的图像作自动判断，用混合黑色墨水(碳粉)的方式达到打印灰阶效果，以节省彩色墨水(碳粉)的消耗，并达到更佳的暗部细节效果。然而，有些应用场合并不希望打印机印出具有黑色墨水(碳粉)的图像，譬如利用光笔(又称OID Pen，OID：Optical Index/OpticalIdentification，譬如参考http://www.giga.com.tw/english/productpen.htm)读取某一图像上覆盖的读取语音用打印码(大多为非常细微的二维条形码)，读取语音用打印码基本是黑色的，如果图像有许多黑色部分，则会影响光笔的读取成功率。

以往的解决办法是在图像处理软件内将RGB格式的影像转换为CMYK格式，并将K值去除或尽量减少。然而一个RGB值可以对应到多种CMYK的组合，因此这样的做法在传送至打印端后，打印系统还是会将剩余的CMY值做处理：掺入K值以取得暗部效果。而图像也会因原图的K值(暗部)被去除，亮部没有变更，而使得打印出来的图像看起来头重脚轻。

因此，有必要提供一种方法完全绕过打印系统的掺入K值的转换机制，让使用者打印出真正不含或降低黑色墨水(碳粉)的印制品。

申请人曾针对上述问题申请，申请台湾专利(案号为098139978)，然在前一申请案需要将像素增加为4倍或9倍，因此分辨率较差，运算也较耗时，本发明方法能进一步改善先前所提出的方法。

发明内容

本发明的主要目的在于提供了降低数字图像中黑色含量的方法，本发明包括下列步骤：

(A)读取一原始数字图像30，其中该原始数字图像包括P个原始像素，其中3≤P≤9,000,000,000，各原始像素包括三个色彩信息，分别为R，G及B，其中R代表红色值，G代表绿色值，及B代表蓝色值，且：

0≤R≤F，0≤G≤F，0≤B≤F，其中2⁴-1≤F≤2³²-1；以及

(B)将各P个原始像素转换为对应的各P个转变像素，其中各转变像素包括三个色彩信息，分别为R’，G’及B’，其中R’代表红色值，G’代表绿色值，及B’代表蓝色值，且：

0≤R’≤F，0≤G’≤F，0≤B’≤F；

其中P个转变像素具有下述特性：

P个转变像素具有N组转变像素，其中N为整数且1≤N≤P/3，其中每一组转变像素包括3个相邻的转变像素，该3个相邻的转变像素分别具有以下特性：

特性R1：其中之一转变像素由相对应的原始像素的R值进行增值，使得转变像素的R’值大于或等于相对应的原始像素的R值，且转变像素的R’值区间为：0.8×F≤R’≤F，而根据实施例R’＝F；

特性G1：其中之一转变像素由相对应的原始像素的G值进行增值，使得转变像素的G’值大于或等于相对应的原始像素的G值，且转变像素的G’值区间为：0.8×F≤G’≤F，而根据实施例G’＝F；以及

特性B1：其中之一转变像素由相对应的原始像素的B值进行增值，使得转变像素的B’值大于或等于相对应的原始像素的B值，且转变像素的B’值区间为：0.8×F≤B’≤F，而根据实施例B’＝F。

本发明所述的降低数字图像中黑色含量的方法，其中：

特性R1中，还包括：

转变像素的G’值相对应的原始像素的G值关系如下：

0.9G≤G’≤1.1G≤F；

转变像素的B’值相对应的原始像素的B值关系如下：

0.9B≤B’≤1.1B≤F；

特性G1中，还包括：

转变像素的B’值相对应的原始像素的B值关系如下：

0.9B≤B’≤1.1B≤F；

转变像素的R’值相对应的原始像素的R值关系如下：

0.9R≤R’≤1.1R≤F；以及

特性B1中，还包括：

转变像素的R’值相对应的原始像素的R值关系如下：

0.9R≤R’≤1.1R≤F；

转变像素的G’值相对应的原始像素的G值关系如下：

0.9G≤G’≤1.1G≤F。

本发明所述的降低数字图像中黑色含量的方法，其中：

特性R1中，R’＝F；

特性G1中，G’＝F；以及

特性B1中，B’＝F。

本发明所述的降低数字图像中黑色含量的方法，其中：

特性R1中，G’＝G，B’＝B；

特性G1中，B’＝B，R’＝R；以及

特性B1中，R’＝R，G’＝G。

与现有技术相比，本发明的有益效果为提供了一种方法完全绕过打印系统的掺入K值的转换机制，让使用者打印出真正不含或降低黑色墨水(碳粉)的印制品。

附图说明

图1为应用本发明的环境示意图的第一实施例。

图2为应用本发明的环境示意图的第二实施例。

图3为本发明降低数字图像中黑色含量的技术及步骤示意图。

图4为本发明的流程图。

图5为关于原始数字图像的原始像素的示意图。

图6为转变数字图像的一实施例示意图。

图7为转变数字图像的另一实施例示意图。

图8为光笔读取语音用打印码的示意图。

【主要组件符号说明】

计算机10，10a           处理器11

内存12                  打印机16

应用程序20              原始数字图像30

转变数字图像50          语音用打印码70

网络80                  近端计算机81

光笔90

具体实施方式

为了进一步了解本发明的技术内容，特举一个较佳具体实施例说明如下。

以下请一并参考图1关于使用环境的第一实施例示意图。

使用者通过个人计算机10来执行本发明的方法。计算机10主要包括一处理器11及一内存12，内存12中储存一应用程序20，本发明是通过处理器11执行此应用程序20以产生本发明的步骤。

计算机10以有线或无线方式连结一打印机16，打印机16是用于打印文件。

图2为本发明使用环境的第二实施例示意图。使用者使用一近端计算机81，通过网络80(如因特网)与一计算机10a(网络服务器)连结，使得近端计算机81可以使用网络服务器10a的应用程序20，在第二实施例中，打印机16以有线或无线方式连结近端计算机81。两个不同实施例的重点就是使用者能够利用计算机来执行应用程序20，然后通过打印机16打印文件。

请参考图3，关于本发明降低数字图像中黑色含量的技术及步骤的示意图。本发明基本上以每三个相邻像素为一组来进行处理，以三个相邻像素61，62，63为例，其三个色彩信息RGB的值如下(其中R代表红色值，G代表绿色值，及B代表蓝色值，以255为满值为例：

像素61(RGB)＝(0，150，200)，

像素62(RGB)＝(10，155，100)，

像素63(RGB)＝(20，150，255)。

接着针对3个像素分别进行：“R值进行增值”、“G值进行增值”及“B值进行增值”，本实施例对R、G或B增值是直接加到满值(譬如255)，进行增值后请见三个相邻像素61a，62a，63a，其三个色彩信息RGB的值如下：

像素61a(RGB)＝(255，150，200)，

像素62a(RGB)＝(10，255，100)，

像素63a(RGB)＝(20，150，255)。

需注意的是，每一像素只针对其中一色彩值增值，譬如像素61只针对R值进行增值，并不对G值或B值进行增值。而此三个相邻像素所增值的色彩互为不同。

另外需注意的是，因为像素63的B值原来就是满值(255)，因此像素63a已无空间针对B值进行增值，所以像素63a的RGB值与像素63是相同的，所以本说明书中所述对色彩“增值”，其中“增值”的意义是指若遇到“色彩为满值”时，就不再增加满值的色彩。

上述无论是像素61，62，63或像素61a，62a，63a用RGB值表示是以一般文件记录的格式，或者是呈现在屏幕81上时所表现的色彩信息。如图2所示，当用打印机16(或其它印刷机)打印出时，打印系统(或是计算机)会将RGB转为CMY系统打印。CMY事实上即为RGB的补色，请继续参考图3，用CMY表示的打印像素61b，62b，63b：

像素61b(CMY)＝(0，105，55)，

像素62b(CMY)＝(245，0，155)，

像素63b(CMY)＝(235，105，0)。

CMY值的算法，是用“满值”(如255)减去RGB值。由于像素61a，62a，63a分别至少有一个彩色值(R，G，or B)为满值(255)，因此像素61b，62b，63b的分别至少有一个CMY值为“0”，因此当像素61b，62b，63b被打印时，不会有黑色墨水被印出。

为了进一步了解本发明，以下请参考图4关于本发明的流程图，并请一并参考图1～2，以及图5～7来了解本发明。

步骤401：

读取一原始数字图像30。

原始数字图像30包括P个原始像素，其中3≤P≤9,000,000,000。像素(pixel)是组成数字图像(位图)的最小单位，以一张800x600的图片来说，它是由横向800个格点，纵向600个格点所组成的，因此一张长宽为800x600大小的数字图像图片，一共包含了48万个格点(800x600＝480,000)。P的大小理论上是可以无限大，但根据目前及未来的应用，P最大设为90亿应可涵盖绝大多数的数字图像。

譬如使用者用自己的计算机或网站取得一数字图像，而用应用程序20读取。需注意的是原先的数字图像的格式可能不是用位图记录(譬如jpg压缩文件)，则必须先转为以像素描述的文件。步骤401所述的原始数字图像30可能是先经过处理后的数字图像，譬如由其它格式的数字图像所处理后的，或是经过缩小或增加像素处理后的等等。

各原始像素31a，31b，31c，31d，31e，31f，31g，31h，31i(以图5的第一行为例)包括三个色彩信息RGB的值。目前一般色彩信息用八位表示，则各色彩信息的数值最小为0，最大为255。目前一般有用四位表示，八位表示，或十六位表示，而未来有可能用32位表示，因此：

0≤R≤F，0≤G≤F，0≤B≤F，其中2⁴-1≤F≤2³²-1。

步骤402：

以3个相邻像素为一组，针对3个像素分别进行对R值进行增值，对G值进行增值，以及对B值进行增值。

步骤402用上述在说明图3时的方式，以图5的第一行为例，各原始像素31a～31i以三个为循环进行R值，G值，以及B值的增值，如图6所示：

譬如前面三个相邻原始像素：

原始像素31a：对R进行增值，

原始像素31b：对G进行增值，

原始像素31c：对B进行增值。

接下来针对下一组相邻原始像素进行增值：

原始像素31d：对R进行增值，

原始像素31e：对G进行增值，

原始像素31f：对B进行增值。

再接下来针对下一组相邻原始像素进行增值：

原始像素31g：对R进行增值，

原始像素31h：对G进行增值，

原始像素31i：对B进行增值。

当然增值后任一的转变像素的R’，G’及B’值(R’代表红色值，G’代表绿色值，及B’代表蓝色值)仍须介于0及满值之间，即：0≤R’≤F，0≤G’≤F，0≤B’≤F。

每次处理三个相邻原始像素后，如果其它像素尚未处理(步骤403)，则继续要重复进行步骤402，直到所有原始像素都经过增值处理后才停止，最后完成转变数字图像50(步骤404)。

由于本发明将每三个相邻像素进行色彩增值处理，因此以P个像素而言，最多有“P/3”组个三个相邻像素，若用N代表几组三个相邻像素，则N与P的关系可表现如下：

N为整数且1≤N≤P/3。

再经过步骤402处理后，上述的实施例(包括图3的说明)可以归纳如下：

转变数字图像50像素的数目(P个转变像素)仍保持原始数字图像30像素(P个原始像素)的数目。

P个转变像素具有N组转变像素，其中N为整数且1≤N≤P/3，其中每一组转变像素包括3个相邻的转变像素，该3个相邻的转变像素分别具有以下特性：

特性R1：

其中之一转变像素由相对应的原始像素的R值进行增值，使得转变像素的R’值大于或等于相对应的原始像素的R值，且转变像素的R’值区间为：

0.8×F≤R’≤F。

转变像素的G’值相对应的原始像素的G值关系如下：

0.9G≤G’≤1.1G≤F；

转变像素的R’值相对应的原始像素的B值关系如下：

0.9B≤B’≤1.1B≤F；

以像素(RGB)＝(0，150，200)为例：

R值进行增值，G，B保持接近后：

像素(R’G’B’)＝(204～255，135～165，180～220)

R’至少要接近满值F(如255)且至少大于R，原因是当R’转为印刷的C值会很小，因此黑色含量很低。R’建议为满值F，可确保没有黑色含量。

G’B’要接近G，B才能尽量保持原色彩，最佳建议仍是G’＝G，B’＝B。

特性G1：

其中之一转变像素由相对应的原始像素的G值进行增值，使得转变像素的G’值大于或等于相对应的原始像素的G值，且转变像素的G’值区间为：

0.8×F≤G’≤F。

转变像素的B’值相对应的原始像素的B值关系如下：

0.9B≤B’≤1.1B≤F；

转变像素的B’值相对应的原始像素的R值关系如下：

0.9R≤R’≤1.1R≤F；

以像素(RGB)＝(0，150，200)为例：

G值进行增值，B，R保持接近后：

像素(R’G’B’)＝(0，204～255，180～220)

G’至少要接近满值F(如255)且至少大于G，原因是当G’转为印刷的M值会很小，因此黑色含量很低。G’建议为满值F，可确保没有黑色含量。

B’R’要接近B，R才能尽量保持原色彩，最佳建议仍是B’＝B，R’＝R。

特性B1：

其中之一转变像素由相对应的原始像素的B值进行增值，使得转变像素的B’值大于或等于相对应的原始像素的B值，且转变像素的B’值区间为：

0.8×F≤B’≤F。

转变像素的R’值相对应的原始像素的R值关系如下：

0.9R≤R’≤1.1R≤F；

转变像素的G’值相对应的原始像素的G值关系如下：

0.9G≤G’≤1.1G≤F；

以像素(RGB)＝(0，150，200)为例：

B值进行增值，R，G保持接近后：

像素(R’G’B’)＝(0，135～165，204～255)

B’至少要接近满值F(如255)且至少大于B，原因是当B’转为印刷的Y值会很小，因此黑色含量很低。B’建议为满值F，可确保没有黑色含量。

R’G’要接近R，G才能尽量保持原色彩，最佳建议仍是R’＝R，G’＝G。

上述图6将各原始像素31a～31i按照顺序方式对R值，G值以及B值进行增值(当然也可以按照其它顺序方式，譬如GBR，GRB，RBG，BRG，BGR等)。但根据实验，不一定要按照固定顺序的方式的效果也是很好，只要三个相邻原始像素中，各分配增值R值，G值以及B值，如图7所示，原始像素31a～31c分别对RGB进行增值，但下一组三个原始像素31d～31f分别对GBR(不是按照RGB的顺序)进行增值，而下一组三个原始像素31g～31i分别对BGR(也不是按照RGB的顺序)进行增值。

经过上述的步骤，将原始数字图像30降低黑色或是完全去K转换为转变数字图像50之后，譬如打印出来的文件可以由一光笔90来使用。光笔90又称OID Pen(OID：Optical Index/Optical Identification，譬如参考http://www.giga.com.tw/english/productpen.htm)，由于硬件为已知装置，因此在此不再赘述。请见图8，语音用打印码70与转变数字图像50被打印在同一位置，虽然读取语音用打印码70为黑色，但光笔90读取语音用打印码70的成功率大大增加。

综上所述，本发明无论就目的、方法及功效，均显示出其不同于现有技术的特征，但应注意的是，上述诸多实施例仅仅是为了便于说明而举例而已，本发明所保护的范围应以权利要求所述范围为准，而不局限于上述实施例。

Claims (4)

1.一种降低数字图像中黑色含量的方法，用计算机将一原始数字图像处理成黑色含量较低或是消除黑色含量，以得到一转变数字图像，该方法包括下列步骤：

(A)读取该原始数字图像，其中该原始数字图像包括P个原始像素，其中3≤P≤9,000,000,000，各原始像素包括三个色彩信息，分别为R，G及B，其中R代表红色值，G代表绿色值，及B代表蓝色值，且：

0≤R≤F，0≤G≤F，0≤B≤F，其中2⁴-1≤F≤2³²-1；以及

(B)将各P个原始像素转换为对应的各P个转变像素，其中各转变像素包括三个色彩信息，分别为R’，G’及B’，其中R’代表红色值，G’代表绿色值，及B’代表蓝色值，且：

0≤R’≤F，0≤G’≤F，0≤B’≤F；

其中P个转变像素具有下述特性：

P个转变像素具有N组转变像素，其中N为整数且1≤N≤P/3，其中每一组转变像素包括3个相邻的转变像素，该3个相邻的转变像素分别具有以下特性：

特性R1：其中之一转变像素由相对应的原始像素的R值进行增值，使得转变像素的R’值大于或等于相对应的原始像素的R值，且转变像素的R’值区间为：0.8×F≤R’≤F；

特性G1：其中之一转变像素由相对应的原始像素的G值进行增值，使得转变像素的G’值大于或等于相对应的原始像素的G值，且转变像素的G’值区间为：0.8×F≤G’≤F；以及

特性B1：其中之一转变像素由相对应的原始像素的B值进行增值，使得转变像素的B’值大于或等于相对应的原始像素的B值，且转变像素的B’值区间为：0.8×F≤B’≤F。

2.根据权利要求1所述的降低数字图像中黑色含量的方法，其中：

特性R1中，还包括：

转变像素的G’值相对应的原始像素的G值关系如下：

0.9G≤G’≤1.1G≤F；

转变像素的B’值相对应的原始像素的B值关系如下：

0.9B≤B’≤1.1B≤F；

特性G1中，还包括：

转变像素的B’值相对应的原始像素的B值关系如下：

0.9B≤B’≤1.1B≤F；

转变像素的R’值相对应的原始像素的R值关系如下：

0.9R≤R’≤1.1R≤F；以及

特性B1中，还包括：

转变像素的R’值相对应的原始像素的R值关系如下：

0.9R≤R’≤1.1R≤F；

转变像素的G’值相对应的原始像素的G值关系如下：

0.9G≤G’≤1.1G≤F。

3.根据权利要求2所述的降低数字图像中黑色含量的方法，其中：

特性R1中，R’=F；

特性G1中，G’=F；以及

特性B1中，B’=F。

4.根据权利要求3所述的降低数字图像中黑色含量的方法，其中：

特性R1中，G’=G,B’=B；

特性G1中，B’=B,R’=R；以及

特性B1中，R’=R,G’=G。

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