CN108476272B - 图像数据转换设备、图像数据转换方法、pos终端设备和服务器 - Google Patents

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Abstract

在图像数据转换设备中，以灰度级表示彩色图像数据，为灰度级图像数据创建亮度值的直方图，基于所创建的直方图确定灰色级图像数据被分类为多个图像图案中的哪个图像图案，为每个图像图案设置经历伽马校正的范围和固定为灰度级的最小值和最大值中的至少一个的范围，并且对灰度级图像数据执行包括伽马校正的图像数据转换。

Description

图像数据转换设备、图像数据转换方法、POS终端设备和服 务器
技术领域
本发明涉及图像数据转换设备、图像数据转换方法、图像数据转换程序、POS终端设备以及服务器，并且尤其涉及以灰度级表示彩色图像数据以将彩色图像数据转换成黑白图像数据的图像数据转换设备、图像数据转换方法、图像数据转换程序、POS终端设备以及服务器。
背景技术
专利文献1公开了在图像处理装置中，根据具有针对由图像数据指示的图像亮度的分量值的像素数的直方图来确定图像的亮度分布，基于该确定来选择多个灰度校正条件中的一个，并且所选择的灰度校正条件用于校正亮度分量。
专利文献2公开了创建黑白多值图像的直方图，检测黑白多值图像的亮度的峰值，并且基于此，使用黑白多值图像的亮度平均转换表或亮度转换表进行转换。
专利文献3公开了基于整个图像数据的特征确定图像是否是夜景摄影，基于图像数据中的高亮度像素的特征来确定对象，并且基于对象的确定来改变对夜景摄影的灰度校正。
[引用列表]
[专利文献]
专利文献1：日本专利申请公开第2002-077616号
专利文献2：日本专利申请公开第H10-134178号
专利文献3：日本专利申请公开第2010-062919号
发明内容
存在各种彩色图像，诸如全亮图像、全暗图像等，因此，当彩色图像数据转换成灰度黑白图像数据时，难以根据彩色图像的特性进行适当的校正并执行图像数据转换。
本发明的第一方面是一种图像数据转换设备，包括：灰度级操作装置，用于以灰度级表示彩色图像数据；直方图创建装置，用于为灰度级图像数据创建亮度值的直方图；确定装置，用于基于所创建的直方图，确定灰度级图像数据被分类为多个图像图案中的哪个图像图案；以及图像数据转换装置，用于为每个图像图案设置经历伽马校正的范围和固定为灰度级的最小值和最大值中的至少一个的范围，并且对灰度级图像数据进行包括伽马校正的图像数据转换。
本发明的第二方面是一种图像数据转换设备中的图像数据转换方法，该方法包括：以灰度级表示彩色图像数据；为灰度级图像数据创建亮度值的直方图；基于所创建的直方图，确定灰度级图像数据被分类为多个图像图案中的哪个图像图案；以及为每个图像图案设置经历伽马校正的范围和固定为灰度级的最小值和最大值中的至少一个的范围，并且对灰度级图像数据执行包括伽马校正的图像数据转换。
本发明的第三方面是一种图像数据转换程序，使计算机用作为：用于以灰度级表示彩色图像数据的装置；用于为灰度级图像数据创建亮度值的直方图的装置；用于基于所创建的直方图，确定灰度级图像数据被分类为多个图像图案中的哪个图像图案的装置；以及用于为每个图像图案设置经历伽马校正的范围和固定为灰度级的最小值和最大值中的至少一个的范围并且对灰度级图像数据执行包括伽马校正的图像数据转换的装置。
本发明的第四方面是一种将上述图像数据转换程序存储在存储单元中的计算机，其中CPU基于图像数据转换程序将彩色图像数据转换成灰度级黑白图像数据。
本发明的第五方面是一种POS终端设备，包括：上述图像数据转换设备；以及打印单元，其使用由图像数据转换设备转换的黑白图像数据进行打印。
本发明的第六方面是一种经由通信网络连接到终端设备的服务器，该服务器包括：上述图像数据转换设备；以及通信单元，其从终端设备接收彩色图像数据，通过使用图像数据转换设备将接收的彩色图像数据转换成黑白图像数据，并将转换的黑白图像数据传输到终端设备。
[发明的有利效果]
根据本发明，可以提供在图像数据转换时根据彩色图像的特性执行适当的校正并将彩色图像数据转换成黑白图像数据的图像数据转换设备、图像数据转换方法、图像数据转换程序、POS终端设备以及服务器。
附图说明
图1是示出与本发明相关的现有技术的第一图像数据转换方法的流程图。
图2是示出在与本发明相关的现有技术的第一图像数据转换方法中当彩色图像的256阶灰度被转换成黑白图像的16阶灰度时的直方图的图。
图3是示出与本发明相关的现有技术的第二图像数据转换方法的流程图。
图4是示出在第二图像数据转换方法中使用的直方图扩展的图。
图5是示出通过第二图像数据转换方法的图像数据转换的结果的图。
图6是示出通过第二图像数据转换方法的图像数据转换的问题的图。
图7是示出通过第二图像数据转换方法对全亮图像进行图像数据转换的问题的图。
图8是示出通过第二图像数据转换方法对全暗图像进行图像数据转换的问题的图。
图9是示出本发明第一示例实施例的图像数据转换设备的一个配置示例的方框图。
图10是示出图9中所示的图像数据转换设备的图像图案确定单元和图像图案专用转换处理单元的配置示例的方框图。
图11是示出用作本发明第一示例实施例的图像数据转换设备的计算机的一个配置示例的方框图。
图12是示出由第一示例实施例的图像数据转换设备执行的过程的流程图。
图13是示出第一示例实施例中的图像图案确定过程的细节的流程图。
图14是示出正常直方图和通过使用移动平均来平滑细微不均匀性的直方图的图。
图15是示出通过使用移动平均来平滑细微不均匀性的直方图的图。
图16是示出位于使用移动平均的检测用直方图中的最高峰值和其它峰值的图。
图17A是示出在第一示例性实施例中用于当在最高峰值的左侧和右侧都存在一个候选峰值时检测峰值数量及其位置的检测方法的第一图。
图17B是示出在第一示例性实施例中用于当在最高峰值的左侧和右侧都存在一个候选峰值时检测峰值数量及其位置的检测方法的第二图。
图17C是示出在第一示例性实施例中用于当在最高峰值的左侧和右侧都存在一个候选峰值时检测峰值数量及其位置的检测方法的第三图。
图18是示出在第一示例实施例中当确定图像被分类为六个图像图案中的哪一个时的处理过程的图。
图19是示出在第一示例实施例中的图像图案P1和图像图案P2的处理细节的图。
图20是进一步示出在第一示例实施例中的图像图案P1的处理细节的图。
图21是进一步示出在第一示例实施例中的图像图案P2的处理细节的图。
图22是示出在第一示例实施例中的图像图案P3和图像图案P4的处理细节的图。
图23是进一步示出在第一示例实施例中的图像图案P3的处理细节的图。
图24是进一步示出在第一示例实施例中的图像图案P4的处理细节的图。
图25是示出在第一示例实施例中的图像图案P5的处理细节的图。
图26是进一步示出在第一示例实施例中的图像图案P5的处理细节的图。
图27是示出在第一示例实施例中的图像图案P6的处理细节的图。
图28是进一步示出在第一示例实施例中的图像图案P6的处理细节的图。
图29是示出在本发明的第二示例实施例中当确定图像被分类为七个图像图案中的哪一个时的处理过程的图。
图30是示出在第二示例实施例中的图像图案PA7的处理细节的图。
图31是进一步示出在第二示例实施例中的图像图案PA7的处理细节的图。
图32是示出在本发明的第三示例实施例中当确定图像被分类为四个图像图案中的哪一个时的处理过程的图。
图33是示出其上安装有图像数据转换设备的本发明第四示例实施例的POS终端设备的配置的方框图。
图34是示出本发明第五示例实施例的图像数据转换系统的配置的方框图，该图像数据转换系统通过使用服务器的图像数据转换设备执行图像数据转换以传输到终端设备。
具体实施方式
下面将使用附图详细描述本发明的每个示例实施例。
首先，将在描述本发明的每个示例实施例之前描述与本发明有关的技术。
在诸如热敏打印机的打印机中，用于打印的灰度的数量是有限的，并且当打印照片、插图等时，根据打印机需要图像转换(图像转换成单色16 阶灰度)。
然而，在图像转换中，简单的单色16阶灰度可能不会经常导致清晰打印的图像。在这种情况下，虽然可以通过图像校正进行改进，但是存在以下问题：
需要了解图像校正。
需要通过试验性方法手动确定校正值的复杂操作。
下面将通过使用图1的流程图具体描述与本发明相关的现有技术的第一图像数据转换方法。如图1中所示，一旦接受图像文件(步骤S1001)，在转换成黑白256阶灰度的灰度级(步骤S1002)之后，执行对比度校正 (步骤S1003)，执行伽马校正(步骤S1004)，并且执行抖动校正和从256 阶灰度到16阶灰度的转换(步骤S1005)。然后执行测试打印(步骤S1006)，并且当没有进行清晰打印时，手动改变步骤S1002至步骤S1005的相应处理的设置，并且执行步骤S1002至步骤S1005的相应处理。此外，重复步骤S1002至步骤S1005的相应处理以及从步骤S1002至步骤S1005的相应处理的设置的改变，直到获得清晰打印。当进行清晰打印时，完成用于热敏纸的图像文件的生成(步骤S1007)。
注意，灰度级操作是将彩色图像数据转换成仅用从白色到黑色范围内的明暗表示的图像数据，并且存在以下转换方法：
基于NTSC的加权平均：对每个RGB像素进行加权并转换成平均灰度级值。
中间值方法：将每个RGB像素的最大值和最小值的平均值转换成灰度级值。
简单平均方法：将每个RGB像素的平均值转换成灰度级值。
对比度校正是校正明亮部分与黑暗部分之间的亮度差异。高对比度导致这样的表示：白色和黑色看起来被清楚地分割，而低对比度导致这样的表示：白色和黑色不被区分并且两者都呈现为类似的灰色。
伽玛校正是调整图像等的颜色数据与实际输出信号之间的相关性，以获得尽可能接近原始数据的图像。伽马值的正常值假定为1。高于1的伽玛值导致阴影被遮挡，而低于1的伽玛值导致高光溢出。
抖动校正是补偿显示颜色数量的限制并且表示更平滑的颜色灰度的校正。误差扩散方法是抖动校正操作中的一种，并且用在数码相机、图像扫描仪、打印机、传真机等中。在误差扩散方法中，可以显示的颜色的灰度是有限的，并且当想要具有更精细的灰度(更多数量的颜色)的表示时，图像被表示为一组细点，更深的颜色点被集中在一个更深的颜色部分，并且在较浅的颜色部分中点的密度减小。因此，看起来好像用大于实际颜色数量的颜色数量来进行表示。
上述第一图像数据转换方法具有以下问题：
必须了解相应校正操作的效果。
必须手动执行从步骤S1002至步骤S1005的相应处理的设置。
为了获得清晰结果，必须采用试验性方法重复相应过程。
校正具有限制，因为步骤S1002至步骤S1005是简单的图像校正操作。必须准备单独的外部工具来执行高级校正。
当使用上述第一图像数据转换方法时，并且当打印具有不平衡亮度的图像时，由于将16阶灰度的颜色分配给整个亮度范围，因此减少了图像中使用的灰度数量，这导致颜色被遮挡的模糊印刷。图2是示出当彩色图像的256阶灰度被转换成黑白图像的16阶灰度时的直方图的图。校正图像以便使用打印机的整个灰度范围的改进被认为对于这种图像数据转换方法是有效的。
接着，将通过使用图3的流程图描述与本发明相关的现有技术的第二图像数据转换方法。第二图像数据转换方法是将手动设置图像校正自动化的方法。
如图3中所示，一旦接受图像文件(步骤S2001)，在转换成黑白256 阶灰度的灰度级(步骤S2002)之后，执行直方图扩展(步骤S2003)，执行抖动校正和从256阶灰度到16阶灰度的转换(步骤S2004)，并且完成用于热敏纸的图像文件的生成(步骤S2005)。
第二图像数据转换方法采用用于图像校正的直方图扩展作为用于改进第一图像数据转换方法的对策。这里，灰度级转换方法是由下等式(数学式1)表示的基于NTSC的加权平均。
[数学式1]
Y＝R*0.299+G*0.587+B*0.114
Y：亮度值，R：红色分量，G：绿色分量，B：蓝色分量
用其它方法(中间值方法或简单平均方法)也可以进行灰度级转换。
第二图像数据转换方法采用直方图扩展进行图像校正。
如图4中所示，直方图扩展是根据图像的直方图确定扩展范围，执行该范围的扩展，并将其校正为强调对比度的图像的方案。虽然在第一图像数据转换方法中使用的对比度校正是具有有限校正宽度的转换方法，但是执行直方图扩展允许获得更高的对比度。然后，如图5中所示，在使用直方图扩展的对比度强调的情况下，可以获得比第一图像数据转换方法中的图像明显更清晰的图像。
然而，如图6中所示，在一些全亮图像或暗图像中，存在执行直方图扩展导致扩展范围相当宽并导致过度图像转换的问题。
执行直方图扩展的范围中的问题导致发生高光溢出或遮挡阴影。由于基于像素的比率确定扩展范围，因此可以应对各种图像，然而这可能导致过度的扩展范围。
如图7中所示，当执行全亮图像的直方图扩展时，由于执行从总像素数的黑色侧的5％的位置的扩展，因此不期望地执行了到远离实际亮度的亮度位置的扩展，这导致图像变暗。
如图8中所示，由于对于全暗图像也在直方图扩展中执行从总像素数的白色侧的5％的位置的扩展，因此不期望地执行了到远离实际亮度的亮度位置的扩展，这导致高光溢出。
由于扩展直到远离实际亮度的位置不期望地导致发生高光溢出或遮挡阴影，所以即使执行直方图扩展，也不能在一些图像中获得其效果。
下面将描述解决上述技术问题的本发明的每个示例实施例的图像数据转换设备。
[第一示例实施例]
图9是示出了本发明第一示例实施例的图像数据转换设备的一个配置示例的方框图。如图9中所示，本示例实施例的图像数据转换设备具有灰度级转换单元11、直方图生成单元12、图像图案确定单元13、图像图案专用转换处理单元14和抖动处理和16阶灰度转换单元15。
图10是示出图像图案确定单元13和图像图案专用转换处理单元14的配置示例的方框图。如图10中所示，图像图案确定单元13具有峰值检测单元131、像素不平衡检测单元132和图像图案确定单元133。图像图案专用转换处理单元14具有第一图像数据转换单元141至第六图像数据转换单元146这六个图像数据转换单元。第一图像数据转换单元141至第六图像数据转换单元146分别对稍后描述的图像图案P1至P6执行图像数据转换过程。
图9和图10中所示的图像数据转换设备配置有硬件。当配置有硬件时，图9和图10中所示的图像数据转换设备的一些或全部组件可以使用集成电路来配置，例如，诸如大规模集成电路(LSI)、专用集成电路(ASIC)、门阵列、现场可编程门阵列(FPGA)等。
图9中所示的图像数据转换设备的部分或全部功能可以通过软件实现。此外，图10中所示的图像图案确定单元13和图像图案专用转换处理单元 14的部分或全部功能可以通过软件实现。如本文所使用，表述“由软件实现”意味着由加载和执行程序的计算机实现。
当通过软件实现图像数据转换设备的部分或全部功能时，可以使用图 11中所示的计算机。
当配置有软件时，使得由诸如存储描述该功能的程序的硬盘或ROM的存储单元、诸如液晶显示器的显示单元、诸如存储操作所需的数据的DRAM 的数据存储单元、CPU和连接各个单元的总线形成的计算机在DRAM中存储操作所需的信息并在CPU处操作该程序，从而可以实现图9和图10中所示的图像数据转换设备的一些或全部组件的功能。图11中示出了这种计算机的配置的一个示例。
图11是示出用作图像数据转换设备的计算机的一个配置示例的方框图。如图11中所示，实现图像数据转换设备的功能的计算机具有作为处理器的中央处理单元(CPU)21、显示单元22、通信单元23、存储器24(作为存储单元和数据存储单元)、输入/输出(I/O)接口25、输入设备26以及将 CPU 21、通信单元23、存储器24、I/O接口25彼此连接的总线27。
可以使用各种类型的非暂时性计算机可读介质来存储程序并将其提供给计算机。非暂时性计算机可读介质包括各种类型的有形存储介质。非暂时性计算机可读介质的示例包括磁存储介质(例如，软盘、磁带、硬盘驱动器)、磁光存储介质(例如，磁光盘)、CD-只读存储器(ROM)、CD-R、 CD-R/W和半导体存储器(例如，掩模ROM、可编程ROM(PROM)、可擦除PROM(EPROM)、闪存ROM、随机存取存储器(RAM))。此外，可以通过各种类型的暂时性计算机可读介质将程序提供给计算机。暂时性计算机可读介质的示例包括电信号、光信号和电磁波。暂时性计算机可读介质可以经由诸如电力线和光纤的有线通信路径或无线通信路径将程序提供给计算机。
注意，图9和图10中所示的图像数据转换设备可以配置有硬件，并且可以通过软件实现的图像数据转换设备的部分或全部与所稍后描述的第二和第三示例实施例中的相同。
将参考图12的流程图描述由本示例实施例的图像数据转换设备执行的过程。
一旦图像数据转换设备接受图像文件(步骤S101)，在通过使用灰度级转换单元11转换成黑白256阶灰度的灰度级(步骤S102)之后，图像数据转换设备执行图像图案确定(步骤S103)和图像图案专用转换过程(步骤S104)，并执行抖动校正和从256阶灰度到16阶灰度的转换(步骤S105)，并且完成用于热敏纸的图像文件的生成(步骤S106)。
在本示例实施例的图像数据转换设备中，提供图像图案确定过程(步骤S103)和图像图案专用转换过程(步骤S104)。
图像图案确定过程是检测图像的特征以确定图像图案的过程。图像图案专用转换过程是对每个确定的图像图案执行校正处理的过程。
将参考图13的流程图描述图像图案确定过程细节。
如下所述，通过基于图像的直方图确定图像图案来执行图像图案确定。
[检测图像特征的预处理]
直方图生成单元12获取图像的直方图(步骤201)，并且从图像的直方图生成检测用直方图(步骤S202)。
如图14中所示的，执行检测用直方图的生成以检测直方图的峰值，并且通过使用移动平均来平滑直方图中的细微不均匀性。图14中右侧的图表通过折线表示检测用直方图。这可以减少在用直方图确定时的错误检测，以适当地确定图像图案。然而，当可能有峰值检测时，不一定通过使用移动平均来生成检测用直方图。
在执行移动平均时，使用具有目标亮度值的亮度值和紧邻的低于和高于目标亮度值的亮度值的像素数的平均值来生成图表。此外，对于具有末端亮度值0和255的每个像素数，使用实际像素数而不改变。对于具有亮度值1到254的每个像素数，通过使用具有下一个较低亮度值、相等亮度值和下一个较高亮度值的像素数来计算平均值。例如，关于亮度值为160 的像素数，使用亮度值为159、160和161的平均像素数。如图15中所示，通过对直方图求平均，平滑细微不均匀性以生成检测用直方图。图15中右侧的图表通过线图表示检测用直方图。
[图像特征的检测]
从检测用直方图检测图像的特征。检测峰值的数量(最大的三个点) 及其峰值位置，并计算像素的不平衡程度以检测图像的特征。具体地，从检测用直方图中，通过峰值检测单元131检测最大像素数的最高峰值(最高排序峰值)及其位置(亮度值)(步骤S203)以及检测其它峰值(最大的两个点)及其位置(亮度值)(步骤S204)。然后由像素不平衡检测单元132计算像素的不平衡程度(步骤S205)。图16是示出其中存在像素数最大的最高峰值以及像素数小于最高峰值的像素数的一些峰值的示例的图。注意，表述“在亮度值(N(N是整数))存在峰值”意味着亮度值(N) 处的像素数大于亮度值(N-1)处的像素数并且大于亮度值(N+1)处的像素数。此外，表述“在亮度值0处存在峰值”意味着亮度值0处的像素数大于亮度值1处的像素数的情况，而表述“在亮度值255处存在峰值”意味着亮度值255处的像素数大于亮度值254处的像素数的情况。
通过步骤S203和S204检测图像的峰值的数量和峰值位置，然后在步骤S205计算所有像素的不平衡程度，并且从计算的值获得整个集中度的信息。注意，步骤S205可以与步骤S203和S204同时执行，或者可以在步骤 S203和S204之前执行。
检测用直方图中的峰值的检测如下执行。
1.具有最大像素数的一个峰值被确定为最高峰值(最高排序峰值)。
2.在最高峰值(最高排序峰值)的亮度值的左侧(亮度值0侧)具有最大像素数的一个是峰值的候选者，并且类似地在右侧(亮度值255侧) 具有最大像素数的一个是峰值的另一个候选者。
3.比较左侧(亮度值0侧)峰值候选者的像素数和最高峰值(最高排序峰值)的像素数，并且如果左侧(亮度值0侧)峰值候选者的像素数大于或等于最高峰值(最高排序峰值)的像素数的十分之一，则确定为在最高峰值(最高排序峰值)的亮度值的左侧(亮度值0侧)存在“左侧峰值”，但如果该数量小于十分之一则不被确定为峰值。即，当数量小于十分之一时，不存在左侧峰值。
4.比较右侧(亮度值255侧)峰值候选者的像素数和最高峰值(最高排序峰值)的像素数，并且如果右侧(亮度值255侧)峰值候选者的像素数大于或等于最高峰值(最高排序峰值)的像素数的十分之一，则确定为在最高峰值(最高排序峰值)的亮度值的右侧(亮度值255侧)存在“右侧峰值”，但如果该数量小于十分之一则不被确定为峰值。即，当数量小于十分之一时，不存在右侧峰值。
注意，当存在具有最大像素数的多个峰值时，最接近亮度值0的一个峰值被定义为最高峰值(最高排序峰值)，而最接近亮度值255的一个峰值 (除了亮度值与最高峰值(最高排序峰值)的亮度值连续的一个峰值之外) 被定义为被定义为右侧峰值。最接近亮度值255的一个峰值(包括亮度值与最高峰值(最高排序值)的亮度值连续的一个峰值)可被定义为右侧峰值。
此外，当存在具有相同像素数并且因此可以是左侧峰值的多个峰值时，最接近亮度值0的一个(包括具有连续亮度值的一个)被定义为左侧峰值，并且当存在具有相同像素数并且因此可以是右侧峰值的多个峰值时，最接近亮度值255的一个(包括具有连续亮度值的一个)被定义为右侧峰值。
将参考图17A至图17C描述峰值检测的示例。
首先，如图17A中所示，从检测用直方图中检测具有最大像素数的最高峰及其位置，并且如图17B中所示，然后检测位于最高峰值位置的左侧和右侧的作为候选者的两个峰值及其位置。根据候选峰值的像素数是否大于或等于最高峰值的像素数的十分之一来确定是否是峰值。如图17C中所示，图17C右侧的峰值候选者大于或等于最高峰值的像素数的十分之一，它被确定为右侧峰值。另一方面，图17C中左侧的峰值候选者小于最高峰值的像素数的十分之一，它不被确定为左侧峰值。在图17A至图17C的示例中，存在最高峰值和右侧峰值，而不存在左侧峰值。
[图像图案的确定]
如图18中所示，基于图像的峰值的数量和峰值位置以及所有像素的不平衡程度，由图像图案确定单元133确定图像图案被分类为以下六种类型的图像图案P1至P6中的哪一个(步骤S103)，并且由图像图案专用转换处理单元14根据确定的图像图案执行针对每个图像图案预定义的图像数据转换(步骤S104)。
在由图像图案确定单元133执行的图像图案的确定过程中(步骤S206)，首先，将直方图中的亮度值阈值T1设置为亮度值96，并且将直方图中的亮度值阈值T2设置为亮度值180，并且确定在直方图中亮度值阈值T2以上的范围或者直方图中亮度值阈值T1以下的范围中的哪个范围存在图像的峰值位置。其次，确定在直方图中的亮度值阈值T2以上的范围中存在多少峰值。第三，确定直方图中亮度值阈值T1以上的像素总数是大于或等于总像素数的10％还是小于总像素数的10％，以及确定所有像素的不平衡程度。根据这些确定结果，确定接受的图像被分类为以下六种类型的图像图案P1至P6中的哪一个。即，基于峰值的数量、峰值位置和所有像素的不平衡程度，确定接受的图像被分类为图像图案P1至P6中的哪一个。
(1)图像图案P1(亮图像)
图像图案P1是亮图像的图案，其中在直方图中仅在亮度值阈值T2以上存在最高(最高排序)峰值，并且在直方图中亮度值阈值T1以下不存在峰值。
(2)图像图案P2(非常亮的图像)
图像图案P2是非常亮的图像的图案，其中在直方图中亮度值阈值T2 以上存在最高(最高排序)峰值和左侧峰值、最高(最高排序)峰值和右侧峰值，或最高(最高排序)峰值、左侧峰值和右侧峰值，并且在直方图中亮度值阈值T1以下不存在峰值。
(3)图像图案P3(暗图像)
图像图案P3是暗图像的图案，其中在直方图中亮度值阈值T1以下存在最高(最高排序)峰值，在阈值T1以上的像素总数大于或等于总像素数的10％，并且在直方图中亮度值阈值T2以上不存在峰值。
(4)图像图案P4(非常暗的图像)
图像图案P4是非常暗图像的图案，其中在直方图中亮度值阈值T1以下存在最高(最高排序)峰值，在阈值T1以上的像素总数小于总像素数的 10％，并且在直方图中亮度值阈值T2以上不存在峰值。
(5)图像图案P5(高对比度图像)
图像图案P5是高对比度图像的图案，其中在直方图中亮度值阈值T1 以下的范围和直方图中亮度值阈值T2以上的范围中的一个范围中存在最高(最高排序)峰值，并且在另一个范围中存在另一个峰值。
(6)图像图案P6(不包括在图像图案P1至P5中的图像)
图像图案P6是不包括在图像图案P1至P5的任何图像图案中的图像的图案。
下面将描述特定图像图案确定过程的示例。
(A)首先，检测在检测用直方图中亮度值阈值T1以下或亮度值阈值 T2以下是否存在最高(最高排序)峰值。
当在亮度值阈值T1以下的范围和亮度值阈值T2以上的范围中的一个范围中存在最高(最高排序)峰值并且在另一个范围中存在另一个峰值时，确定图像图案P5。
(B)当在亮度值阈值T1以下的范围和亮度值阈值T2以上的范围中的一个范围中存在最高(最高排序)峰值并且在另一个范围中不存在其它峰值时，根据在亮度值阈值T1以下的范围或亮度值阈值T2以上的范围中的哪个范围中存在最高(最高排序)峰值来执行以下过程。
(B-1)当在阈值T2以上存在最高(最高排序)峰值时，进一步检测在阈值T2以上是否存在除了最高峰值之外的一个或多个峰值。
当仅存在最高(最高排序)峰值时确定图像图案P1，并且当存在最高 (最高排序)峰值和另一个峰值时确定图像图案P2。
(B-2)当在阈值T1以下存在最高(最高排序)峰值时，进一步检测阈值T1以上的像素总数是否大于或等于总像素数的10％。
当阈值T1以上的像素总数大于或等于总像素数的10％时确定图像图案P3，并且当阈值T1以上的像素总数小于总像素数的10％时确定图像图案P4。
(C)当确定没有图像图案P1至P5时，确定图像图案P6。
注意，虽然在本示例实施例中将图像图案分类为上述图像图案P1至 P6这六个图像图案，但是利用另一附加条件，图像图案可以被分类为七个或更多个图像图案，或者利用改变的条件，可以被分类为五个或更少个图像图案。例如，稍后描述的第二示例实施例示出了其中图像图案被分类为具有白色图像的添加图像图案PA7的七个图像图案的示例。此外，第三示例实施例示出了图像图案P1(亮图像)和图像图案P2(非常亮的图像)被组合成图像图案PB1(亮图像)，以及图像图案P3(暗图像)和图像图案 P4(非常暗的图像)被组合成图像图案PB3(暗图像)的示例，从而将图像图案分类为四种图案。
接着，将描述图像图案专用转换过程。
图像图案专用转换过程是对图像数据执行为每个图像图案预定义的校正的过程。
(A)图像图案P1和图像图案P2的处理细节
对于图像图案P1和图像图案P2的图像，尝试通过直方图扩展来增强对比度经常导致变暗的结果。此外，当应用伽马校正以获得相同的效果时，整个图像变暗。
在本示例实施例的图像数据转换设备中，为了解决上述问题，对从亮度值0起的预定范围S1中的亮度值进行伽马校正，并且对于从亮度值255 起的预定范围S2中的亮度值，将亮度值固定为255，如图19中所示。通过这样做，可以在保持白色对比度的同时提供黑侧对比度。图像图案P1的图像数据转换过程由第一图像数据转换单元141执行，并且图像图案P2的图像数据转换过程由第二图像数据转换单元142执行。
图像图案P1和图像图案P2之间的处理细节的差异在于，上述范围S1 和S2彼此不同。范围S1和S2取决于图像而变化。图19中的图像和直方图涉及彩色图像和在利用图像图案P1进行图像处理之后获得的图像。
如图20中所示，图像图案P1是在直方图中仅具有亮度值180(阈值 T2＝180)以上的一个峰值的图像，并且转换前的亮度值Z通过图像数据转换等式数学式2(等式2)转换成转换后的亮度值Z′。指示转换等式的分割点的亮度值A是在总像素数的白色侧上的3％的亮度值，其是从亮度值 255起将像素数相加并且达到总像素数的3％的亮度值。上述范围S1和范围S2由亮度值A确定。转换等式的转换校正系数Ac由Ac＝(亮度值180 到255的像素总数)/(总像素数)导出。注意，为了抑制过度校正，当 Ac的值小于0.4时，将Ac校正为0.5。
[数学式2]
Figure BDA0001737583700000161
Z′＝255(Z≥A)
如图21中所示，图像图案P2是当在直方图中亮度值180(阈值T2＝180) 以上存在两个或更多个峰值时的图像，并且转换前的亮度值Z通过如上所述的图像数据转换等式数学式2(等式2)转换成转换后的亮度值Z′。图像图案P2的亮度值的转换与图像图案P1的亮度值的转换的不同之处在于，指示转换等式的分割点的亮度值A是总像素数的白色侧上的1％的亮度值，其是从亮度值255起将像素数相加并且达到总像素数的1％的亮度值。
(B)图像图案P3和图像图案P4的处理细节
对于图像图案P3和图像图案P4的图像，尝试通过直方图扩展来增强对比度经常导致高光溢出。此外，当应用伽马校正以获得相同的效果时，整个图像变白。
在本示例实施例的图像数据转换设备中，为了解决上述问题，对从亮度值255起的预定范围S3中的亮度值执行伽马校正，并且对于从亮度值0 起的预定范围S4中的亮度值，将亮度值固定为0，如图22中所示。通过这样做，可以在保持黑色对比度的同时加宽白色侧的表示。图像图案P3的图像数据转换过程由第三图像数据转换单元143执行，并且图像图案P4的图像数据转换过程由第四图像数据转换单元144执行。
图像图案P3和图像图案P4之间的图像处理细节的差异在于，上述范围S3和S4彼此不同。范围S3和S4取决于图像而变化。图22中的图像和直方图涉及彩色图像和在利用图像图案P4进行图像处理之后获得的图像。
如图23中所示，图像图案P3是在直方图中亮度值96(阈值T1＝96) 以下存在峰值，并且亮度值96以上的像素总数大于或等于总像素数的10％的图像，并且转换前的亮度值Z通过图像数据转换等式数学式3(等式3) 转换成转换后的亮度值Z′。指示转换等式的分割点的亮度值A是在总像素数的黑色侧上的5％的亮度值，其是从亮度值0起将像素数相加并且达到总像素数的5％的亮度值。上述范围S3和范围S4由亮度值A确定。转换等式的转换校正系数Ac由Ac＝1+(亮度值96至255的像素总数)/(总像素数)导出。注意，为了抑制过度校正，当Ac的值超过1.5时，将Ac 校正为1.4。
[数学式3]
Z′＝0(Z＜A)
Figure BDA0001737583700000171
如图24中所示，图像图案P4是在直方图中亮度值96(阈值T1＝96) 以下存在峰值，并且亮度值96以上的像素总数小于总像素数的10％的图像，并且转换前的亮度值Z通过图像数据转换等式数学式3(等式3)转换成转换后的亮度值Z′。图像图案P4的亮度值的转换与图像图案P3的亮度值的转换的不同之处在于，指示转换等式的分割点的值A是总像素数的黑色侧上的3％的亮度值，其是从亮度值0起将像素数相加并且达到总像素数的3％的亮度值。
(C)图像图案P5的处理细节
由于图像图案P5的图像是高度对比度图像，因此尝试通过直方图扩展来增强对比度经常导致显著的遮挡阴影。
在本示例实施例的图像数据转换设备中，为了解决上述问题，对从亮度值255起的预定范围S5中的亮度值执行伽马校正(适度校正)，并且对于从亮度值0起的预定范围S6中的亮度值，将亮度值固定为0，如图25 中所示。通过这样做，可以在保持黑色对比度的同时加宽颜色的表示。范围S5和S6取决于图像而变化。图像图案P5的图像数据转换过程由第五图像数据转换单元145执行。图25的图像和直方图涉及彩色图像和在针对图像图案P5的图像数据转换过程之后的图像。
如图26中所示，图像图案P5是在直方图中亮度值96(阈值T1＝96) 以下存在峰值并且在直方图中亮度值180(阈值T2＝180)以上存在峰值的图像，转换前的亮度值Z通过图像数据转换等式数学式3(等式3)以与图像图案P4的情况相同的方式转换成转换后的亮度值Z′。指示转换等式的分割点的值A以与图像图案P4的情况相同的方式确定，并且上述范围S5和范围S6由该值A确定。转换等式的转换校正系数Ac也以与图像图案P4 的情况相同的方式导出，并且为了抑制过度校正，当Ac的值超过1.5时，将Ac校正为1.4。
(D)图像图案P6的处理细节
图像图案P6是不包括在图像图案P1至P5中的图像，并且执行以下过程。
在本示例性实施例的图像数据转换设备中，如图27中所示，对于从亮度值为255起的预定范围S7中的亮度值，将亮度值固定为255，对于从亮度值0起的预定范围S9中的亮度值，将亮度值固定为0，并且对预定范围 S7与S9之间的范围S8执行伽马校正(Ac＝1)。范围S7、S8和S9取决于图像而变化。针对图像图案P6的图像数据转换过程由第六图像数据转换单元146执行。图27的图像和直方图涉及彩色图像和在针对图像图案P6 的图像数据转换过程之后的图像。
如图28中所示，图像图案P6是不包括在图像图案P1至P5中的图像，并且转换前的亮度值Z通过图像数据转换等式数学式4(等式4)转换成转换后的亮度值Z′。指示转换等式的第一分割点的值A是在总像素数的黑色侧上的5％的亮度值，其是从亮度值0起将像素数相加并且达到总像素数的5％的亮度值。指示转换等式的第二分割点的值B是在总像素数的白色侧上的5％的亮度值，其是从亮度值255起将像素数相加并且达到总像素数的5％的亮度值。上述范围S7、范围S8和范围S9由这些值A和B确定。 [数学式4]
Z′＝0(Z≤A)
Figure BDA0001737583700000191
Z′＝255(B≤Z)
[第二示例实施例]
将描述第二示例实施例。在本示例实施例中，如图29中所述，确定接受的图像被分类为七种类型的图像图案PA1至PA7中的哪一个，并且执行图像图案专用转换过程。图像图案PA7是白色图像图案，并且白色图像是指整体上具有较大的白色部分的图像。在第一示例实施例中，分类为图像图案P1和P2的图像图案被分类为图像图案PA1、PA2或PA7。
虽然本示例实施例的图像数据转换设备的配置与图9中示出的图像数据转换设备的配置相同，但是图10中示出的图像图案专用转换处理单元 14的不同之处在于：添加对图像图案PA7执行图像数据转换过程的第七图像数据转换单元。图像图案PA1至PA6的图像数据转换过程分别由图10 的第一图像数据转换单元141至第六图像数据转换单元146执行，并且图像图案PA7的图像数据转换过程由添加的第七图像数据转换单元执行。
在本示例实施例中，首先，图像图案的确定处理(图13的步骤S206) 将亮度值设置为96作为直方图中的亮度值阈值T1并且将亮度值设置为 180作为阈值T2，并且确定图像的最高(最高排序)峰值是存在于直方图中亮度值阈值T2以上的范围中，还是存在于直方图中亮度值阈值T1以下的范围中。其次，确定在直方图中亮度值阈值T2以上的范围中是否存在除最高(最高排序)峰值之外的峰值。第三，确定直方图中亮度值阈值T1 以上的像素总数是大于或等于总像素数的10％还是小于总像素数的10％以确定所有像素的不平衡程度。第四，确定直方图中亮度值阈值T2以上的像素总数是大于或等于总像素数的15％还是小于总像素数的15％以确定所有像素的不平衡程度。根据以上的确定结果，确定接受的图像被分类为七种类型的图像图案PA1至PA7中的哪一个。即，基于整个图像的峰值数量和峰值位置以及不平衡程度，确定接受的图像被分类为图像图案PA1至 PA7中的哪一个。由于图像图案PA3至PA6涉及与第一示例实施例的图像图案P3至P6相同的确定标准，因此将省略其描述，并且将仅在下面描述图像图案PA1、PA2和PA7。注意，图像图案PA6是不包括在PA1至PA5 和PA7中的任何一个中的图像图案。
(1)图像图案PA1(亮图像)
图像图案PA1是亮图像的图案，其中在直方图中仅在亮度值阈值T2 以上存在最高(最高排序)峰值，在直方图中亮度值阈值T1以下不存在峰值，并且小于阈值T2的像素总数大于或等于总像素数的15％。
(2)图像图案PA2(非常亮的图像)
图像图案PA2是非常亮的图像的图案，其中在直方图中亮度值阈值T2 以上存在最高(最高排序)峰值和一个或多个其它峰值(例如，最高峰值以及左侧峰值或右侧峰值之一，或者最高峰以及左侧峰值和右侧峰值)，在直方图中亮度值阈值T1以下不存在峰值，并且小于阈值T2的像素总数大于或等于总像素数的15％。
(3)图像图案PA7(白色图像)
图像图案PA7是在直方图中亮度值阈值T2以上仅具有最高峰值或除了最高峰值之外的一个或多个峰值的白色图像的图案(例如，存在最高峰值和左侧峰值或右侧峰值的图像，或者具有最高峰值以及左侧峰值和右侧峰值的图像)，其是在直方图中亮度值阈值T1以下不存在峰值，并且阈值T2以下的像素总数小于总像素数的15％的图像。
下面将描述特定图像图案确定过程的一个示例。
(A)首先，检测在检测用直方图中亮度值阈值T1以下或检测用直方图中亮度值阈值T2以上是否存在最高(最高排序)峰值。
如果在亮度值阈值T1以下的范围和亮度值阈值T2以上的范围中的一个范围中存在最高(最高排序)峰值，并且在另一个范围中存在另一个峰值，则确定图像图案PA5。
(B)如果在亮度值阈值T1以下的范围和亮度值阈值T2以上的范围中的一个范围中存在最高(最高排序)峰值，并且在另一个范围中不存在峰值，则检测最高峰值存在于亮度值阈值T1以下的范围或阈值T2以上的范围中的哪一个范围中。
(B-1)如果在阈值T2以上存在最高峰，则进一步检测在阈值T2以上是否有除了最高峰值之外的一个或多个峰值以及小于阈值T2的像素总数是否大于或等于总像素数的15％。
如果除了最高峰之外没有峰值并且小于阈值T2的像素总数大于或等于总像素数的15％，则确定图像图案PA1。如果存在除最高峰值之外的一个或多个峰值并且小于阈值T2的像素总数大于或等于总像素数的15％，则确定图像图案PA2。然后，如果仅存在最高峰值或者如果存在最高峰值和一个或多个其它峰值并且小于阈值T2的像素总数小于总像素数的15％，则确定图像图案PA7。
(B-2)如果在阈值T1以下存在最高峰值，则进一步检测在阈值T1以上的像素总数是否大于或等于总像素数的10％。
如果在阈值T1以下存在最高峰值(可能存在除了最高峰值之外的峰值)，并且如果阈值T1以上的像素总数大于或等于总像素数的10％，则确定图像图案PA3，并且如果在阈值T1以下存在最高峰值并且如果像素总数小于总像素数的10％，则确定图像图案PA4。
(C)不被分类为图像图案PA1至PA5和PA7中的任何一个的图像，确定图像图案PA6。
接着，将描述图像图案专用转换过程。
除了以下几点之外，图像图案PA1至PA6的图像数据专用转换过程与第一示例实施例中的图像图案P1至P6的图像数据专用转换过程相同。
图像图案PA1和PA2的图像数据转换过程与图像图案P1和P2的情况的不同之处在于，当Ac的值小于0.5时，将其校正为0.5。此外，图像图案PA3、PA4和PA5的图像数据转换过程与图像图案P3、P4和P5的情况不同之处在于，当Ac的值超过1.5时，将其校正为1.5。
在下文中，将省略对图像图案PA1至PA6的图像数据专用转换过程的描述，并且将仅描述图像图案PA7的图像数据转换过程。
(E)图像图案PA7的处理细节
在白色图像的情况下，尝试通过使用直方图扩展来增强对比度经常导致以浅灰色表示的部分变黑。此外，尝试通过使用伽马校正获得相同的效果导致整个图像变暗。
在本示例实施例的图像数据转换设备中，为了解决上述问题，对于从亮度值255起的预定范围S10中的亮度值，将亮度值固定为255，如图30 中所示。对预定范围S11中的亮度值执行伽马校正，并且还对预定范围S12 中的亮度值执行伽马校正。对于到亮度值0的预定范围S13中的亮度值，将亮度值固定为0。通过这样做，可以加宽白色到黑色侧的表示范围。图 30的图像和直方图涉及彩色图像和在针对图像图案PA7的图像处理之后的图像。
图像图案PA7是其中在直方图中的亮度值180(阈值T2＝180)以上至少存在最高峰值并且小于亮度值180的像素数小于总像素数的15％的图像。
转换前的亮度值Z通过亮度图像数据转换等式数学式5(等式5)转换成转换后的亮度值Z′。图31中所示的指示转换等式的分割点的亮度值A 是总像素数的黑色侧上的2％的亮度值，亮度值B是160(固定值)，而亮度值C是总像素数的白色侧上的0.1％的亮度值。上述范围S10至范围S13 由这些亮度值A、B和C确定。然而，当亮度值A超过120时，该值减半。 [数学式5]
Z′＝0(Z＜A)
Figure BDA0001737583700000221
Figure BDA0001737583700000222
Z′＝255(Z≥A)
[第三示例实施例]
将描述第三示例实施例。在本示例实施例中，如图32中所示，确定接受的图像被分类为四种类型的图像图案PB1、PB3、PB5和PB6中的哪一个，并且执行图像图案专用转换过程。
虽然与图9中所示的图像数据转换设备的配置相同，但是本示例性实施例的图像数据转换设备的配置的不同之处在于：去除了图10中所示的图像图案确定单元13的图像不平衡检测单元132和图像图案专用转换处理单元14的第二图像数据转换单元142和第四图像数据转换单元144。分别地，图像图案PB1的图像数据转换过程由第一图像数据转换单元141执行，图像图案PB3的图像数据转换过程由第三图像数据转换单元143执行，图像图像PB5的图像数据转换过程由第五图像数据转换单元145执行，并且图像图像PB6的图像数据转换过程由第六图像数据转换单元146执行。在本示例实施例中，由于不执行图像不平衡检测，因此去除了图像不平衡检测单元132。
在本示例实施例中，图像图案确定过程(图13的步骤S206)将亮度值96设置为直方图中的亮度值阈值T1并将亮度值180设置为阈值T2并确定最高(最高排序)图像的峰值是存在于直方图中亮度值阈值T2以上的范围中，还是存在于直方图中亮度值阈值T1以下的范围中。根据该确定的结果，在图像图案中，基于图像的最高(最高排序)峰值的位置，确定接受的图像被分类为四种类型的图像图案PB1、PB3、PB5和PB6中的哪一个。由于图像图案PB5和PB6的确定标准与第一示例实施例的图像图案P5和 P6的确定标准相同，因此将省略其描述，并且下面仅描述图像图案PB1和 PB3。注意，图像图案PB6是不包括在PB1、PB3或PB5中的图像图案。
(1)图像图案PB1(亮图像)
图像图案PB1是亮图像的图案，其中在直方图中亮度值阈值T2以上存在最高(最高排序)峰值，并且在直方图中亮度值阈值T1以下不存在峰值。
(2)图像图案PB3(暗图像)
图像图案PB3是暗图像，其中在直方图中的亮度值阈值T1以下存在最高(最高排序)峰值，并且在直方图中亮度值阈值T2以上不存在峰值。
具体图像图案确定过程如下。
(A)首先，检测在检测用直方图中亮度值阈值T1以下的范围和检测用直方图中亮度值阈值T2以上的范围的任何一个中是否存在最高(最高排序)峰值。如果在亮度值阈值T1以下的范围和阈值T2以上的范围中的一个范围中存在最高(最高排序)峰值，并且在另一个范围中存在另一个峰值，则确定图像图案PB5。
(B)如果在亮度值阈值T1以下的范围和亮度值阈值T2以上的范围中的一个范围中存在最高(最高排序)峰值，并且在另一个范围中不存在峰值，则检测最高峰值存在于亮度值阈值T1以下的范围或亮度值阈值T2以上的范围中的哪一个范围中。
如果在阈值T2以上存在最高(最高排序)峰值，则确定图像图案PB1，并且如果在阈值T1以下存在最高(最高排序)峰值，则确定图像图案PB3。
(C)不被分类为图像图案PB1、PB3和PB5中的任何一个的图像，确定图像图案PB6。
接着，将描述图像图案专用转换过程。
除了以下几点之外，图像图案PB1、PB3、P5和P6的图像数据专用转换过程与第一示例实施例中的图像图案P1、P3、P5和P6的图像数据专用转换过程相同。
图像图案PB1的图像数据转换过程与图像图案P1的情况的不同之处在于，当Ac的值小于0.5时，将其校正为0.5。此外，图像图案PB3的图像数据转换过程与图像图案P3的情况不同之处在于，当Ac的值超过1.5 时，将其校正为1.5。此外，图像图案PB5的图像数据转换过程与第一示例性实施例中的图像图案P5的情况的不同之处在于，当Ac的值超过1.5时，将其校正为1.5。
[第四示例实施例]
其上安装有图像数据转换设备的POS终端设备将作为本发明的第四示例实施例进行描述。
如图33中所示，本示例实施例的POS终端设备具有数据输入/输出单元31、通信单元32、图像数据转换单元33、打印单元34和控制单元35。数据输入/输出单元31用于输入关于要结算的项目的信息，输入彩色图像数据等。通信单元32与其它设备进行通信。图像数据转换单元33将彩色图像数据转换成黑白16阶灰度数据。打印单元34是诸如热敏打印机单元、单色激光打印机单元等的单色打印机单元，并打印收据等。打印单元34可以分离为诸如热敏打印机、单色激光打印机等的单色打印机，并经由诸如 RS-232C电缆、USB电缆等的电缆连接到具有数据输入/输出单元31、通信单元32、图像数据转换单元33和控制单元35的主单元。控制单元35控制数据输入/输出单元31、通信单元32、图像数据转换单元33和打印单元 34的操作。
将描述POS终端设备的操作。POS终端设备经由数据输入/输出单元 31从USB存储器、SD存储卡等接受彩色图像数据。此外，POS终端设备通过通信网络经由通信单元32接收彩色图像数据。第一至第三示例实施例的任何图像数据转换设备可以用作图像数据转换单元33。POS终端设备使图像数据转换单元33将从数据输入/输出单元31或通信单元输入32输入的彩色图像数据转换成黑白16阶灰度数据以进行存储。POS终端设备使用转换的黑白16阶灰度数据来通过使用打印单元34在收据等上打印图像。
POS终端设备可以经由数据输入/输出单元31将黑白16阶灰度数据输出到USB存储器、SD存储卡等，或者如有必要，则经由通信单元32经由诸如LAN的通信网络输出到外部。
[第五示例实施例]
将作为本发明的第五示例实施例描述图像数据转换系统，其中彩色图像数据文件经由通信网络从安装在商店等中的终端设备(个人计算机、POS 终端设备等)接受并通过服务器的图像数据转换设备被转换成黑白16阶灰度数据以传输到终端设备。
如图34中所示，本示例实施例的图像数据转换系统具有终端设备41 和经由通信网络43连接到终端设备41的服务器42。终端设备41是个人计算机或POS终端设备，并且具有数据输入/输出单元411、通信单元412 和控制单元413。数据输入/输出单元411接收来自USB存储器、SD存储卡等的彩色图像数据。通信单元412与服务器42进行通信。控制单元413控制数据输入/输出单元411和通信单元412的操作。
服务器42具有图像数据转换单元421、通信单元422和控制单元423。通信单元422与终端设备41进行通信。第一至第三示例实施例的任何图像数据转换设备可以用作为图像数据转换单元421，并且图像数据转换单元 421将经由通信单元422输入的彩色图像数据转换成黑白16阶灰度数据。控制单元423控制图像数据转换单元421和通信单元422的操作。
将描述图像数据转换系统的操作。终端设备41经由通信网络43将彩色图像数据传输到服务器42。服务器42将接收的彩色图像数据转换成黑白16阶灰度数据，并将黑白16阶灰度数据传输到终端设备41。终端设备 41通过通信单元412接收黑白16阶灰度数据，并通过数据输入/输出单元 411将黑白16阶灰度数据输出到USB存储器、SD存储卡等。终端设备41 可以设置有诸如热敏打印机单元、单色激光打印机单元等的单色打印机，或者终端设备41可以经由诸如RS-232C电缆、USB电缆之类的电缆连接到诸如热敏打印机、单色激光打印机等的单色打印机，从而由通信单元412 接收的黑白16阶灰度数据可以用于通过单色打印机单元或单色打印机进行打印。
上面已经描述了本发明的优选示例实施例的配置。然而，应该注意，这些示例性实施例仅仅是本发明的示例，并不旨在将本发明限制于此。本领域技术人员将容易理解，在不脱离本发明的精神的情况下，可以根据具体应用进行各种修改和改变。
以上公开的全部或部分示例实施例可以被描述为但不限于以下补充说明。
(补充说明1)
一种图像数据转换设备，包括：
灰度级操作装置，用于以灰度级表示彩色图像数据；
直方图创建装置，用于为所述灰度级图像数据创建亮度值的直方图；
确定装置，用于基于所创建的直方图，确定所述灰度级图像数据被分类为多个图像图案中的哪个图像图案；以及
图像数据转换装置，用于为每个图像图案设置经历伽马校正的范围和固定为灰度级的最小值和最大值中的至少一个的范围，并且对所述灰度级图像数据执行包括所述伽马校正的图像数据转换。
(补充说明2)
根据补充说明1的图像数据转换设备，其中所述确定装置基于所述直方图的预定范围内的峰值数量、峰值位置和像素的不平衡程度来执行所述图像图案的确定。
(补充说明3)
根据补充说明1的图像数据转换设备，其中所述确定装置基于所述直方图的预定范围内的峰值位置来执行所述图像图案的确定。
(补充说明4)
根据补充说明1至3中任一项的图像数据转换设备，其中在由所述图像数据转换装置执行所述图像数据转换之后，将所述灰度级图像数据转换成具有比所述灰度级图像数据更少阶灰度的图像数据。
(补充说明5)
根据补充说明1至4中任一项的图像数据转换设备，其中所述直方图是其中用移动平均平滑了不均匀性的直方图。
(补充说明6)
一种图像数据转换设备中的图像数据转换方法，所述方法包括：
以灰度级表示彩色图像数据；
为所述灰度级图像数据创建亮度值的直方图；
基于所创建的直方图，确定所述灰度级图像数据被分类为多个图像图案中的哪个图像图案；以及
为每个图像图案设置经历伽马校正的范围和固定为灰度级的最小值和最大值中的至少一个的范围，并且对所述灰度级图像数据执行包括所述伽马校正的图像数据转换。
(补充说明7)
根据补充说明6的图像数据转换方法，其中基于所述直方图的预定范围内的峰值数量、峰值位置和像素的不平衡程度来执行所述图像图案的确定。
(补充说明8)
根据补充说明6的图像数据转换方法，其中基于所述直方图的预定范围内的峰值位置来执行所述图像图案的确定。
(补充说明9)
根据补充说明6至8中任一项的图像数据转换程序，其中，在执行所述图像数据转换之后，将所述灰度级图像数据转换成具有比所述灰度级图像数据更少阶灰度的图像数据。
(补充说明10)
根据补充说明6至9中任一项的图像数据转换设备，其中所述直方图是其中用移动平均平滑了不均匀性的直方图。
(补充说明11)
一种图像数据转换程序，使计算机用作为：
用于以灰度级表示彩色图像数据的装置；
用于为所述灰度级图像数据创建亮度值的直方图的装置；
用于基于所创建的直方图，确定所述灰度级图像数据被分类为多个图像图案中的哪个图像图案的装置；以及
用于为每个图像图案设置经历伽马校正的范围和固定为灰度级的最小值和最大值中的至少一个的范围，并且对所述灰度级图像数据执行包括所述伽马校正的图像数据转换的装置。
(补充说明12)
根据补充说明11的图像数据转换程序，其中基于所述直方图的预定范围内的峰值数量、峰值位置和像素的不平衡程度来执行所述图像图案的确定。
(补充说明13)
根据补充说明11的图像数据转换程序，其中基于所述直方图的预定范围内的峰值位置来执行所述图像图案的确定。
(补充说明14)
根据补充说明11至13中任一项的图像数据转换程序，其中，在执行所述图像数据转换之后，将所述灰度级图像数据转换成具有比所述灰度级图像数据更少阶灰度的图像数据。
(补充说明15)
根据补充说明11至14中任一项的图像数据转换程序，其中所述直方图是其中用移动平均平滑了不均匀性的直方图。
(补充说明16)
一种计算机，将根据补充说明11至15中任一项的图像数据转换程序存储在存储单元中，其中CPU通过所述灰度级表示彩色图像数据以基于所述图像数据转换程序将所述彩色图像数据转换成黑白图像数据。
(补充说明17)
一种POS终端设备，包括：根据补充说明1至5中任一项的图像数据转换设备；以及打印单元，使用由所述图像数据转换设备转换的黑白图像数据进行打印。
(补充说明18)
一种经由通信网络连接到终端设备的服务器，所述服务器包括：
根据补充说明1至5中任一项的图像数据转换设备；以及
通信单元，从所述终端设备接收彩色图像数据，通过使用所述图像数据转换设备将所述接收的彩色图像数据转换成黑白图像数据，并将所述转换的黑白图像数据传输到所述终端设备。
[工业实用性]
本发明适用于以灰度级表示彩色图像数据并将彩色图像数据转换成黑白图像数据的图像数据转换设备，并且图像数据转换设备可以优选地用于 POS终端设备和连接到终端设备的服务器。
虽然已经参考示例实施例描述了本发明，但是本发明不限于上述示例实施例。在本发明的范围内，可以对本发明的配置或细节作出本领域技术人员可以理解的各种变化。
本申请基于并要求2016年2月5日提交的日本专利申请第2016-020464 号的优先权，其公开内容整体以引用方式并入本文中。

Claims (10)

1.一种以灰度级表示彩色图像数据以将所述彩色图像数据转换成黑白图像数据的图像数据转换设备，所述图像数据转换设备包括：
灰度级操作装置，用于以灰度级表示所述彩色图像数据；
直方图创建装置，用于为灰度级图像数据创建亮度值的直方图；
确定装置，用于基于所创建的直方图，确定所述灰度级图像数据被分类为以下图像的图像图案中的哪一个图像图案：亮图像；暗图像；作为亮部分与暗部分之间的亮度差异的对比度相当大的高对比度图像；以及不包括在所述亮图像、所述暗图像和所述高对比度图像的任何一个中的图像；以及
图像数据转换装置，用于根据确定的图像图案被分类为所述亮图像、所述暗图像、所述高对比度图像和不包括在上述任何一个中的所述图像中的哪一个图像，针对所述灰度级图像数据设置执行伽马校正的亮度值范围，针对所述灰度级图像数据设置执行用于将亮度值固定为灰度级的最小值和最大值中的至少一个的校正的亮度值范围，并且针对所述灰度级图像数据执行包括所述伽马校正和用于将亮度值固定为所述灰度级的所述最小值和所述最大值中的至少一个的校正的图像数据转换，
其中所述亮图像是在所述直方图中大于亮度值的第一阈值的第二阈值以上存在具有最高亮度值的峰值并且在所述第一阈值以下不存在所述峰值的图像，
其中所述暗图像是在所述第一阈值以下存在所述峰值，所述第一阈值以上的像素总数大于或等于总像素数的10％，并且在所述第二阈值以上不存在所述峰值的图像，并且
其中所述高对比度图像是在所述第一阈值以下的范围和所述第二阈值以上的范围中的一个范围中存在所述峰值，并且在另一个范围中存在另一个峰值的图像，
其中所述图像数据转换装置
对于所述亮图像的图像图案，在从所述灰度级的所述最小值到第一预定亮度值的范围上执行所述伽马校正，并对从大于所述第一预定亮度值的值到所述灰度级的所述最大值的范围执行用于将亮度值固定为所述灰度级的所述最大值的校正，
对于所述暗图像的图像图案，在从所述灰度级的所述最大值到第二预定亮度值的范围上执行所述伽马校正，并对从小于所述第二预定亮度值的值到所述灰度级的所述最小值的范围执行用于将亮度值固定为所述灰度级的所述最小值的校正，
对于所述高对比度图像的图像图案，对从所述灰度级的所述最大值到第三预定亮度值的范围执行所述伽马校正，并对从小于所述第三预定亮度值的值到所述灰度级的所述最小值的范围执行将亮度值固定为所述灰度级的所述最小值的校正，并且
对于不包括在所述亮图像、所述暗图像和所述高对比度图像中的任何一个中的图像的图像图案，对从所述灰度级的所述最大值到第四预定亮度值的范围执行用于将亮度值固定为所述灰度值的所述最大值的校正，对从第五预定亮度值到所述灰度级的所述最小值的范围执行用于将亮度值固定为所述灰度级的所述最小值的校正，并对从小于所述第四预定亮度值的值到大于所述第五预定亮度值的值的范围执行所述伽马校正。
2.根据权利要求1所述的图像数据转换设备，其中所述确定装置基于所述直方图的预定范围内的峰值数量、峰值位置和像素的不平衡程度来执行所述图像图案的确定。
3.根据权利要求1所述的图像数据转换设备，其中所述确定装置基于所述直方图的预定范围内的峰值位置来执行所述图像图案的确定。
4.根据权利要求1所述的图像数据转换设备，其中在由所述图像数据转换装置执行图像数据转换之后，将所述灰度级图像数据转换成具有比所述灰度级图像数据更少阶灰度的图像数据。
5.根据权利要求1所述的图像数据转换设备，其中所述直方图是其中用移动平均平滑了不均匀性的直方图。
6.一种图像数据转换设备的图像数据转换方法，所述图像数据转换设备以灰度级表示彩色图像数据以将所述彩色图像数据转换成黑白图像数据，所述图像数据转换方法包括：
以灰度级表示所述彩色图像数据；
为灰度级图像数据创建亮度值的直方图；
基于所创建的直方图，确定所述灰度级图像数据被分类为以下图像的图像图案中的哪一个图像图案：亮图像；暗图像；作为亮部分与暗部分之间的亮度差异的对比度相当大的高对比度图像；以及不包括在所述亮图像、所述暗图像和所述高对比度图像的任何一个中的图像；以及
根据确定的图像图案被分类为所述亮图像、所述暗图像、所述高对比度图像和不包括在上述任何一个中的所述图像中的哪一个图像，针对所述灰度级图像数据设置执行伽马校正的亮度值范围，针对所述灰度级图像数据设置执行用于将亮度值固定为灰度级的最小值和最大值中的至少一个的校正的亮度值范围，并且针对所述灰度级图像数据执行包括所述伽马校正和用于将亮度值固定为所述灰度级的所述最小值和所述最大值中的至少一个的校正的图像数据转换，
其中所述亮图像是在所述直方图中大于亮度值的第一阈值的第二阈值以上存在具有最高亮度值的峰值并且在所述第一阈值以下不存在所述峰值的图像，
其中所述暗图像是在所述第一阈值以下存在所述峰值，所述第一阈值以上的像素总数大于或等于总像素数的10％，并且在所述第二阈值以上不存在所述峰值的图像，并且
其中所述高对比度图像是在所述第一阈值以下的范围和所述第二阈值以上的范围中的一个范围中存在所述峰值，并且在另一个范围中存在另一个峰值的图像，
其中所述图像数据转换方法还包括：
对于所述亮图像的图像图案，在从所述灰度级的所述最小值到第一预定亮度值的范围上执行所述伽马校正，并对从大于所述第一预定亮度值的值到所述灰度级的所述最大值的范围执行用于将亮度值固定为所述灰度级的所述最大值的校正，
对于所述暗图像的图像图案，在从所述灰度级的所述最大值到第二预定亮度值的范围上执行所述伽马校正，并对从小于所述第二预定亮度值的值到所述灰度级的所述最小值的范围执行用于将亮度值固定为所述灰度级的所述最小值的校正，
对于所述高对比度图像的图像图案，对从所述灰度级的所述最大值到第三预定亮度值的范围执行所述伽马校正，并对从小于所述第三预定亮度值的值到所述灰度级的所述最小值的范围执行将亮度值固定为所述灰度级的所述最小值的校正，并且
对于不包括在所述亮图像、所述暗图像和所述高对比度图像中的任何一个中的图像的图像图案，对从所述灰度级的所述最大值到第四预定亮度值的范围执行用于将亮度值固定为所述灰度值的所述最大值的校正，对从第五预定亮度值到所述灰度级的所述最小值的范围执行用于将亮度值固定为所述灰度级的所述最小值的校正，并对从小于所述第四预定亮度值的值到大于所述第五预定亮度值的值的范围执行所述伽马校正。
7.一种存储图像数据转换程序的存储介质，所述图像数据转换程序使计算机作为图像数据转换设备以执行以下操作，所述图像数据转换设备以灰度级表示彩色图像数据以将所述彩色图像数据转换成黑白图像数据：
以灰度级表示所述彩色图像数据；
为灰度级图像数据创建亮度值的直方图；
基于创建的直方图，确定所述灰度级图像数据被分类为以下图像的图像图案中的哪一个图像图案：亮图像；暗图像；作为亮部分与暗部分之间的亮度差异的对比度相当大的高对比度图像；以及不包括在所述亮图像、所述暗图像和所述高对比度图像的任何一个中的图像；以及
根据确定的图像图案被分类为所述亮图像、所述暗图像、所述高对比度图像和不包括在上述任何一个中的所述图像中的哪一个图像，针对所述灰度级图像数据设置执行伽马校正的亮度值范围，针对所述灰度级图像数据设置执行用于将亮度值固定为灰度级的最小值和最大值中的至少一个的校正的亮度值范围，并且针对所述灰度级图像数据执行包括所述伽马校正和用于将亮度值固定为所述灰度级的所述最小值和所述最大值中的至少一个的校正的图像数据转换，
其中所述亮图像是在所述直方图中大于亮度值的第一阈值的第二阈值以上存在具有最高亮度值的峰值并且在所述第一阈值以下不存在所述峰值的图像，
其中所述暗图像是在所述第一阈值以下存在所述峰值，所述第一阈值以上的像素总数大于或等于总像素数的10％，并且在所述第二阈值以上不存在所述峰值的图像，并且
其中所述高对比度图像是在所述第一阈值以下的范围和所述第二阈值以上的范围中的一个范围中存在所述峰值，并且在另一个范围中存在另一个峰值的图像，
其中所述操作还包括：
对于所述亮图像的图像图案，在从所述灰度级的所述最小值到第一预定亮度值的范围上执行所述伽马校正，并对从大于所述第一预定亮度值的值到所述灰度级的所述最大值的范围执行用于将亮度值固定为所述灰度级的所述最大值的校正，
对于所述暗图像的图像图案，在从所述灰度级的所述最大值到第二预定亮度值的范围上执行所述伽马校正，并对从小于所述第二预定亮度值的值到所述灰度级的所述最小值的范围执行用于将亮度值固定为所述灰度级的所述最小值的校正，
对于所述高对比度图像的图像图案，对从所述灰度级的所述最大值到第三预定亮度值的范围执行所述伽马校正，并对从小于所述第三预定亮度值的值到所述灰度级的所述最小值的范围执行将亮度值固定为所述灰度级的所述最小值的校正，并且
对于不包括在所述亮图像、所述暗图像和所述高对比度图像中的任何一个中的图像的图像图案，对从所述灰度级的所述最大值到第四预定亮度值的范围执行用于将亮度值固定为所述灰度值的所述最大值的校正，对从第五预定亮度值到所述灰度级的所述最小值的范围执行用于将亮度值固定为所述灰度级的所述最小值的校正，并对从小于所述第四预定亮度值的值到大于所述第五预定亮度值的值的范围执行所述伽马校正。
8.一种计算机，将根据权利要求7所述的图像数据转换程序存储在存储单元中，其中CPU以所述灰度级表示彩色图像数据以基于所述图像数据转换程序将所述彩色图像数据转换成黑白图像数据。
9.一种POS终端设备，包括：根据权利要求1所述的图像数据转换设备；以及打印单元，使用由所述图像数据转换设备转换的黑白图像数据进行打印。
10.一种经由通信网络连接到终端设备的服务器，所述服务器包括：
根据权利要求1所述的图像数据转换设备；以及
通信单元，从所述终端设备接收彩色图像数据，通过使用所述图像数据转换设备将所接收的彩色图像数据转换成黑白图像数据，并将所转换的黑白图像数据传输到所述终端设备。
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