CN1249487A - 操作数字图象数据的方法与装置 - Google Patents

Abstract

一种处理数字图像数据的方法和装置。数字数据被划分为多个图像段并分配给至少两个图像处理单元。每个图像段包含与相邻图像段重叠的区域。数字数据有至少两个图像处理单元同时操作并根据图像复合的需要送至打印引擎接口单元。

Description

操作数字图像数据的方法与装置

本发明涉及在图像打印之前先处理和/或操作其数字图像数据的方法与装置。

众所周知，以数字格式获取的图像可以经各种数字设备操作并尔后打印出来，这些当前使用或者正在研制的设备包括但不局限于热升华打印机、激光打印机、LED打印机等。许多这样的设备在输出速度和分辨率上都较低，因此计算机有足够的时间对图像进行操作。但是经常是由于存储图像和进行合适操作所需的信息量的缘故，为了处理图像需要可观的存储器容量。这自然会使设备增加相当大的成本。此外，新增的存储器也占去了宝贵的空间。而且大多数打印前操作图像的方法都是针对低速/低分辨率输出打印机或者高速/高分辨率输出打印机的。对于各种完全不同的打印机来说，没有一种统一的体系结构进行图像操作。因此每当一个新产品问世时，需要一种新的体系结构支持图像操作。而且即使要使实时图像数据处理的速度能达到中等幅面打印机的打印速度，其难度也是相当大的。

此外，现有技术的这些设备还受到图像尺寸的限制，只能处理和操作一定尺寸的图像并发送至打印机。

本发明通过提供一种设备解决了上述诸多问题，该设备可以在成本增加不多，设计或制造不作重大改动的情况下扩大或缩小比例标度以增加或减少图像容量或吞吐量，并且可以方便地为提高输出速度而扩展。此外，本发明并不局限于特定尺寸的图向。它可以用来操作任意尺寸的图像并以实时方式实现，从而使打印机可以在图像一完成处理之后就打印。

本发明的目标是克服前述的一个或多个问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种数字图像数据的处理方法，它包含以下步骤：

a)获得图像的数字记录；

b)将数字记录划分为多个图像段；

c)将图像段分配给至少两个图像处理单元；

d)利用至少两个图像处理单元操作数字记录；以及

e)将每个图像段的图像区域重新组合以重新构成图像。

根据本发明的另一方面，提供了一种操作数字图像数据的装置。该装置包括：管理至少一幅图像的数字图像记录/数据的中央处理单元；与所述中央处理单元通信的至少两个图像处理单元；以及与所述中央处理单元通信的打印引擎接口单元。中央处理单元将一幅图像的数字记录划分为多个图像段并将图像段提供给至少两个图像处理单元。至少两个图像处理单元根据指令操作图像数据。打印引擎接口单元从所述中央处理单元获取信息从而可以从至少两个图像处理单元获取合适的数字数据提供给打印机设备。

通过以下结合附图对本发明的描述可以进一步理解本发明的上述以及其它目标、优点和新特点。

在下面对较佳实施例的详细描述中，对附图作了编号：

图1为按照本发明的装置的示意图；

图2为按照本发明并用于图1装置的系统的示意图，该系统能够操作数字图像数据；

图3为按照本发明操作的图像示意图；

图4为类似图3的示意图，它示出了图3如何被分割为供操作的图像段；

图5a-d为图4所示四个段的放大示意图，它们进一步示出了如何获取供处理的段；

图6a为类似图4的示意图，它示出了另一种将图像分割为图像段的方法；以及

图6b为其中一个段的放大示意图，该段被送至其中一个图像处理单元。

本说明书特别针对构成或协同按照本发明的装置的单元。本领域内技术人员可以理解的是，这些单元可以采用各种众所周知的形式。

参见图1，它示出了按照本发明的装置10的示意图。在所示特定实施例中，装置10设计为用于照相工业，特别是数字照相打印机，其中获取的图像被转换为数字格式，经处理后并以相对较快的速度打印在光敏材料上。在所示特定实施例中，装置为微型实验室样机而光敏材料为照相媒体，特别是相纸。但是可以理解的是，装置10可以采用各种形式并且不局限于所示特定实施例。例如装置可以但不局限于包含为操作以数字格式提供的图像而设计并随后用于图像显示和/或打印的任何类似的设备部件。

装置10包括用于控制其一般操作的中央处理单元12。装置10进一步包含处理器14，在所示特定实施例中，它设计为显影曝过光的未冲洗胶片，从而将潜像显影出来。在所示特定实施例中，提供扫描仪16来扫描在处理器14中显影的光敏胶片从而获取胶片上形成的图像的数字记录。扫描仪16可以是任何能够获取胶片上图像的数字记录的设备。在所示特定实施例中，扫描仪16包括图像经过面阵时进行扫描以获取图像数字记录的面阵电荷耦合器件(CCD)。扫描仪随后将数字记录发送至根据在数字处理部分内或CPU 12提供的编程指令操作图像的数字处理部分18，CPU 12根据照片冲洗实验室和/或客户对胶片显影和图像打印要求所决定的操作方法(或指令)进行预编程。一旦完成图像操作，图像就被送至将图像打印在由输送盒22(在所示特定实施例中输送的是由打印机20将图像打印在其上的相纸)提供的光敏材料上的数字打印机20。为了输送材料(例如光敏材料)，可以为卷纸或切纸形式向打印机20提供任意合适的机构。在特定实施例中，打印机20是激光打印机，因而通过在光敏材料经过打印机时使光速扫过光敏材料将图像打印出来。但是图像也可以由其它类型数字打印机打印至光敏材料上，例如前述但不局限于热升华和LED打印机。一旦由打印机20将图像打印在光敏材料上之后，光敏材料就被送至第二处理器24，该处理器显影和干燥输送盒22提供的光敏材料并将其送至分类器26，在分类器上图像被适当分类，因而操作者可以将打印的图像装入合适的信封内返回给客户。

数字处理部分18设计为可以快速高效地操作图像，因而装置10可以低通量、高通量地输出，或者可以打印任何尺寸的图像而不会有任何察觉得到的视觉缺陷。

参见图2，它示出了按照本发明的数字处理部分18。具体而言，数字处理部分18包含中央处理单元30，它用于控制数字处理部分18的操作并提供与各种部件的合适通信。中央处理单元30一般是计算机处理器，例如奔腾处理器，并且可以按本领域技术人员众所周知的方式进行编程。中央处理部分18进一步包含多个图像处理单元32、34和36，每个能够对中央处理单元30(可以是任何种类的处理单元，例如奔腾处理器)提供的数字图像数据进行数字操作。正如本领域内技术人员所熟悉的，中央处理单元30可以通过合适的总线连接与每个图像处理单元32、34和36合适地相连。

数字处理部分18进一步包含打印引擎接口单元40，它通过总线44与中央处理单元30和每个图像处理单元32、34和36进行通信。打印引擎接口与中央处理单元30通信，因而可以根据打印引擎接口单元40的需要将所需数据从每个图像处理单元32、34和36中提取。在所示实施例中，打印引擎接口为包含逻辑器件、存储器和模拟电路的标准PCI总线接口板，它将格式化的数字图像数据转换为调制激光束所需的模拟电压以在光敏材料上打印，并且这对于本领域内技术人员来说是很容易的。打印引擎接口单元40一旦获取到合适的信息，则如上所述该信息被送至打印机20以在光敏材料上打印。

除了管理各种图像处理单元32、34和36以外，中央处理单元30还向打印引擎接口单元40提供指令，并将信息数字数据送至图像处理处理单元32、34和36从而可以快速高效地操作图像信息并提供于打印引擎接口单元40。具体而言，参见图3，它示出了已经被扫描和数字化并送至中央处理单元30的图像42。中央处理单元随后提取图像42并将其分割为如图4所示的多个图像段。由此可见，图像42被分割为多个基本相等的图像段，在特定实施例中包含了32个正方块段。可以理解的是，正如下面结合附图6a所述的那样，图像段可以采用各种形状和/或尺寸。比较好的是分配给图像处理单元的图像段50-81基本相等。在所示特定实施例中，提供了三个图像处理单元。可以理解的是，图像处理单元和图像段的数量可以根据需要设定。

为了解释清楚起见，以下只详细讨论几个图像段50-81的操作和提供给各图像处理单元的方式。参见图5a-5c示出的图像段76、77、78、79，它们是图4所示图像42的下面四段。这些相邻的四个段相互之间有共同的边界。具体而言，图像段76和77的公共边在点DC之间延伸，图像段76和77的公共边在点CF之间延伸。图像段79和78的公共边在点CH之间延伸，而图像段77和78的公共边在点BC之间延伸。如上所述，每个图像段50-81被送至其中一个图像处理单元，但是下一相邻段的小边界区域连同特定段一起被提供给图像处理单元。例如参见图5a，它示出了包含附加重叠边界区域/面积段90、91和92的段77。重叠边界区域90包括相邻段70的一部分和小部分段76。重叠边界区域91包括图像段76的一部分和相邻段76、78和79分小部分。同样，重叠段92包括相邻段78的该部分和图像段76和79的小部分。因此除了提供给图像处理单元的图像段77以外，还提供了相邻段相邻边界区域的一部分。因此段77包含包括段70、71、76、78、79一部分的边界部分。同样，剩余图像段76、79、78包括相邻段的重叠区域。因此段76包含包括相邻段70、71、72、75、80、79、78、77的重叠区域101、102、103和104。图5c示出了带相邻重叠区域107、108、109的段79，这些重叠区域包括相邻图像段75、76、77、78、80的部分。

同样，图像段78包括包含相邻段76、77、79部分的重叠边界区域113、115。而段76、77、78、79包含如图5a-5d所示的相邻角C，当每个段包含一个重叠区域时，每个重叠区域包含一个新的角C'''C’C'''C''''，这些角互不一致，而是提供了新的边界条件。因此当每个段的图像被送至各图像处理单元时，不仅对实际所需的段进行操作，而且也扩展到了相邻图像区域内。这样做的原因是现今绝大多数图像处理算法不仅需要被处理象素数据而且需要邻近象素的数据。例如诸如仿射卷曲、剪切和装饰、涉及卷积的滤波器操作之类的空间算法需要重叠的段。因此如果采用当今流行的图像处理算法处理多个图像段，则每个单独的段可能包含相邻段的边界数据，因而当后面将段复合起来时在相邻图像段之间的公共边界上不会有异常。因此，由于采用合适的算法施加在每个图像段上，当这些段重新复合时，在相邻图像段之间的边界上看不出处理痕迹。这样，当图像复合时，除了按照所提供指令操作的图像以外，产生的图像如图3所示。

本发明可以非常快速地处理图像。通过同时处理图像的不同部分，可以非常快地完成图像操作。处理单元越多，则图像操作越快。因此本发明基本实现了实时打印图像。当完成每个图像操作单元后，将每个单元图像数据提供给打印机20并由其打印。例如，当用于激光打印机20的每条线图像数据完成后，该信息被立即提供给打印机。这使得打印机需要的内存较少，降低了设备制造成本。这个优点对于照片冲洗领域内设备(特别是诸如微型实验室之类扫描以后马上需要打印并且要求高质量数字图像的设备)特别有价值。这种类型的系统使设备以最小的存储器容量完成打印和保持高效率。图像数据流可以与打印机速度同步。此外，本发明即使在中速打印机内也可以操作较高分辨率的数字图像，例如512 DPL(每线英寸上点数)的数字图像，以1100张/小时速度打印，尺寸为4英寸×6英寸(10.16cm×15.24cm)。对于高速光照排打印机这个优点也是很有用的，这种打印机的操作速度例如是以15000张/小时打印尺寸为4英寸×6英寸(10.16cm×15.24cm)的图像。

除了在重新复合时在相邻图像段之间提供基本无缝的边界之外，只要提供合适的图像数据，本发明还使图像由没有视迹痕迹的无限长度组成。

为了更为清楚地理解本发明的操作，以下对本发明作简要讨论。

如上所述，获得的图像被送至数字处理部分。在所示特定实施例中，图像从扫描仪获得，但是可以从磁盘、互联网或其它来源(只要提供42中所示图像的数字记录)提供合适的数字输入。图像被送至中央处理单元30并根据合适的算法由中央处理单元预编程或决定划分为合适的段。段随后被送至各中央图像处理单元32、34和36。与此同时，信息从中央处理单元30提供给打印引擎接口40。例如中央处理单元将告知打印引擎接口合适的图像已经被送至中央图像处理器并且某些图像段已经被提供给图像处理单元的每个图象段的特定位置中，并告知图像复合的次序。打印引擎接口为了获得图像复合时所需的合适图像段将调用合适的图像处理单元32、34、36。但是一旦图像段(包含图5a-5d所示重叠边界区域)被送至打印引擎接口40，则将只获得由相邻图像段之间原始边界指示的部分。例如，对于图像段77只有点A、B、C和D包围的区域而对于图像段76只有点C、D、E和F包围的区域，角I、B、C和H包围的部分和点H、C、F和G包围的段79的部分将获得段78的图像信息；用于算法计算中的每个段的重叠部分在复合过程中被舍弃。因此当图像段复合为完整图像时就如43所示。信息从复合图像所需的每个图像处理器中获得。这可以实时完成从而在打印机需要时从合适的图像处理单元经打印机引擎接口单元40获得打印所需信息。打印引擎接口单元40跟踪打印机20所需的数字数据量。因此当打印机需要更多的打印数据时，打印引擎接口单元将从图像处理单元调用所需的数据。这样，当完成复合图像42数字数据的每条线时，它被送至打印机20。因此可以获得任意长度和尺寸的图像并在前述材料上打印。因此如果数字打印机内提供的光敏材料是卷式的，则可以打印无限长度的图像。

参见图6a，它示出了将图像42划分为不同尺寸和形状图像段的替换方法。在该实施例中，图像42被划分为10个相邻的图像段120-129，每个基本为矩形。图6示出了段124的放大示意图，与相邻图像段123和125有重叠区域132、134。图像段120-129按照与图像段50-81相同的方式操作并组装。可以理解的是图像42可以划分为任意形状的任意数量的图像段。

Claims (10)

1.一种数字图像数据的处理方法，其特征在于包含以下步骤：

a)获得图像的数字记录；

b)将数字记录划分为多个图像段；

c)将图像段分配给至少两个图像处理单元；

d)利用至少两个图像处理单元操作数字记录；以及

e)将每个图像段的图像区域重新组合以重新构成图像。

2.一种操作数字图像数据的装置。其特征在于包括：管理至少一幅图像的数字图像记录/数据的中央处理单元；与所述中央处理单元通信的至少两个图像处理单元；以及与所述中央处理单元通信的打印引擎接口单元，所述中央处理单元将一幅图像的数字记录划分为多个图像段并将图像段提供给所述至少两个图像处理单元，所述至少两个图像处理单元根据指令操作图像数据，所述打印引擎接口单元从所述中央处理单元获取信息从而可以从所述至少一个图像处理单元获取合适的数字数据。

3.一种在照相材料上打印的数字打印机。其特征在于包括：管理至少一幅图像的数字图像记录的中央处理单元；与所述中央处理单元通信的至少两个图像处理单元；以及与所述中央处理单元通信的打印引擎接口单元，所述中央处理单元将一幅图像的数字记录划分为多个图像段并将图像段提供给所述至少两个图像处理单元，所述至少两个图像处理单元根据指令操作图像数据，所述打印引擎接口单元从所述中央处理单元获取信息从而可以从所述至少一个图像处理单元获取合适的数字数据。

4.如权利要求1、2或3任意一项所述的发明，其特征在于进一步包含在所述至少两个图像处理单元完成处理之后打印写入段的步骤。

5.如权利要求1、2或3中任意一项所述的发明，其特征在于所述准备就绪段包含一条数字数据线。

6.如权利要求1、2或3中任意一项所述的发明，其特征在于进一步包含在所述至少两个图像处理单元与所述打印引擎接口单元之间提供通信总线的步骤。

7.如权利要求1、2或3中任意一项所述的发明，其特征在于所述至少两个图像处理单元包含两个图像处理单元。

8.如权利要求1、2或3中任意一项所述的发明，其特征在于每个所述段包含图像区域和与相关相邻图像段的重叠区域。

9.如权利要求1、2或3中任意一项所述的方法，其特征在于提供中央处理单元将数字记录分段并将图像段送至至少两个图像处理单元以及向所述打印引擎接口单元提供数据。

10.如权利要求1、2或3中任意一项所述的方法，其特征在于进一步包含以下步骤：

基本实时地向打印机提供基本连续的数据从而将数据连续记录在介质上。

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