CN1323543C - 处理彩色图像数据的方法 - Google Patents

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Abstract

一种处理彩色图像数据的方法，该彩色图像数据是用以供一喷墨打印机打印使用，该方法包含自一原始图像读取彩色图像数据，该原始图像包含至少一第一色彩区域以及一第二色彩区域的彩色图像数据。在该第一色彩区域以及该第二色彩区域之间定义出一边界区域，在该原始图像转换成多个半色调图像之前，将该原始图像中介于该第一色彩区域以及该第二色彩区域的该边界区域作像素转换，最后根据该第一色彩区域及该第二色彩区域的一第一颜色墨水及一第二颜色墨水以打印出该半色调图像。

Description

处理彩色图像数据的方法
技术领域
本发明涉及一种处理彩色图像数据的方法，特别涉及一种处理喷墨打印机打印彩色图像数据的方法。
背景技术
当使用液态墨水打印机(liquid ink printer)，包括喷墨打印机(ink jetprinter)，喷出墨滴状、斑点状或点状的黑色或彩色墨水于白纸上时，黑色或彩色墨水易在白纸上渗透开来，墨水打印机的问题在于所使用的墨水需要较长的时间等待墨水干燥，当墨水在短时间内以连续的方式或一堆喷墨点的方式喷于白纸上时，墨水便容易在纸上渗透开来。渗色(bleeding)、扩散(spreading)以及羽状边缘(fearthering)会降低打印的品质，如色偏(colorshift)、边缘清晰度的降低或是由于墨水硬化而造成的固体块状区域颜色斑驳不均等等。渗色是由于一颜色区块的墨水与另一颜色区块的墨水相混合或相互渗开所造成的，通常发生于黑色墨水的区块(其待干时间较长)与彩色墨水的区块(其待干时间较短)相互参杂一起，然而，渗色亦发生于不同颜色的墨水区块间或其墨水的待干时间不同的颜色区块之间。
为解决上述的问题，许多解决之道纷纷被提出，在美国专利第6,183,062号「维持喷墨打印时黑色边界的打印品质(Maintaining Black Edge Qualityin Liquid Ink Printing)」，该专利已授权给全录公司(Xerox Corporation)，专利中已揭露如何维持黑色墨水与彩色墨水之间的交界打印品质，。
请参考图1，图1为已知打印彩色图像的流程图，其各步骤如下：
步骤10：启动程序以打印彩色原始图像(color source image)。
步骤12：对原始图像执行颜色转换(color conversion)，此转换包含将红、绿、蓝三色转换成青绿色、洋红色、黄色以及黑色(RGB to CMYK)。步骤14：将彩色图像转换成多个半色调图像(halftone image)，举例来说，一彩色平面(color plane)是用来产生每一CMYK颜色，意即产生四个半色调图像。
步骤16：对每一半色调图像执行像素转换(pixel altering processing)。
步骤18：将转换的半色调图像打印出。
步骤20：结束。
为了减少渗色，已知技术提出一种程序来检测黑色/彩色之间可能会发生渗色的地方以及校正在此边界附近所打印的像素，该程序包含三步骤：确认一黑色区块与一彩色区块的交界处；校正此黑色边界处的像素图型(pixelpattern)；以及校正此彩色边界处的像素图型(pixel pattern)。请参考图2，图2为已知将像素转换成半色调图像的流程图，用以减少渗色问题发生。
步骤16a确认一黑色区块与一彩色区块的交界处，在实施例中(后面有更详细的说明)，步骤16a收集在XXY窗口滤波器(window filter)内的像素数据，用以确认一交界处以及确认所打印的像素是否在此边界处，然而，步骤16a可利用许多已知技术来确认黑色/彩色交界处，如遮盖(masking)、数据表(look～up table)、边界检测滤波器(edge detection filter)等等，一种边界检测滤波器已揭露于美国专利第5,635,967号。
步骤16b定义步骤16a中黑色/彩色交界处的黑色边界的宽度N。像素数目N，包括黑色边界区域，其应要大到足以减少边界处渗色，也应小到足以将额外的打印的质素减至最小，以避免降低图像打印品质。同样地，步骤16c定义黑色/彩色交界处的彩色边界的宽度M，如同选择黑色区域，当减少其它打印的质素时，应选择彩色边界的宽度M用以减少边界处渗色。
当定义边界处的宽度时，应要考虑一些因素，如边界区域的位置、图像的型态(如文字、简图、图形、立体图等等)，每一边界的宽度、如何校正一边界处的像素图型、所使用的打印媒体、墨水成分等等，每一边界区域处应位于该交界处附近，然而，一般所知为边界区域不需位于该交界处附近。应在一交界处选择边界区域总宽度用以减少一交界处渗色以及将额外的打印的质素减至最小，边界处的最理想值可经由校正以及图像分析来确认，黑色边界的宽度最好介于0至350μm，而彩色边界的宽度最好介于0至200μm，对于300dpi喷墨打印机其黑色边界的像素宽度N为0至4个像素，而其彩色边界的像素宽度M为0至2个像素。
步骤16d以及16e分别校正黑色边界的N像素以及彩色边界的M像素，有许多种校正边界区域的像素或像素图型，其中一种校正边界区域的像素图型的方法为用一预设结合的分隔像素(separation pixel)替换所选择的像素，替换操作有效地关闭已替换的分隔像素以及开启分隔像素来替换，像素的替换有时为取代或替换。图3为一取代操作的例子，窗口40为在一黄色/黑色交界处的5×5区块混合像素，窗口42为窗口40的像素区块在取代操作后的示意图，其中两像素边界(44行以及46行)中，在黑色分格的每一间隔的像素被关闭并且在混合图像中由青绿色以及洋红色像素交错取代。
另一用以校正像素图型的方法为自混合图像中移除(关闭)一个或更多个分格中所选择的像素，此方法有时需考虑缩减(thinning)或减少(reducing)的问题，图4为缩减操作的示意图，窗口50为在一黑色/彩色交界处的5×5区域混合像素，而窗口52为缩减后的示意图。缩减操作自54行的每一间隔的像素移除(关闭)所有的颜色分格像素以及自56行的每一间隔的像素移除黄色分格像素。
在每一像素为一滴的打印机中亦可使用缩减操作来减少墨水打印品质，简单地说，在每一像素为一滴的打印机中，常使用小墨水滴来产生较好的色调的图形以及立体图，然而，仅用一滴墨水作为一像素时，这些墨水滴的大小不足以产生完整或饱和的颜色，因此减少该像素的颜色饱和度值。该种打印机一般需要大于100％的打印品质(coverage)，意即每一分格像素的多个墨水滴用以使颜色完整。图5的窗口60为在一黑色/彩色交界处的5×5区域像素，其中该黑色区域包含150％的打印品质(意即每两像素的平均滴数为三滴墨水)，窗口62为窗口60在缩减操作后的示意图，其中大概减少打印品质至100％(意即每一分格像素的平均滴数为一滴墨水)。在窗口62中，64行减少所有为两滴墨水的像素至一滴墨水的像素，66行以及68行大概移除所有为两滴墨水的像素的一半数量。
如图1中步骤14以及16，已知技术包含先将原始图像转换成半色调图像，再改变半色调图像的像素以减少渗色，但如果半色调图像的分辨率大于原始图像，则需要额外的计算与内存来转换半色调图像的像素。
发明内容
因此本发明的主要目的在于提供一种处理彩色图像数据的方法，以解决上述已知的问题。
根据本发明，是揭露一种处理彩色图像数据的方法，该彩色图像数据是用以供一喷墨打印机打印使用。该方法包含自一原始图像读取彩色图像数据，该原始图像数据包含至少一第一色彩区域以及一第二色彩区域的彩色图像数据。计算该第一色彩区域的第一像素密度、计算该第二色彩区域的第二像素密度，以及比较该第一像素密度与该第二像素密度。仅当该第一像素密度与该第二像素密度符合需转换该边界区域的像素的预设标准，则确认该第一色彩区域与该第二色彩区域之间的一边界区域。在该原始图像转换成多个半色调图像之前，将该原始图像中介于该第一色彩区域及该第二色彩区域的该边界区域作像素转换，最后根据该第一色彩区域及该第二色彩区域颜色的一第一颜色墨水及一第二颜色墨水以打印出该半色调图像。
本发明的优点在于在原始图像转换成多个半色调图像之前，转换原始图像的像素，当半色调图像的分辨率大于原始图像的分辨率时，可省去大量的计算与内存容量。
附图说明
图1为已知打印彩色图像的流程图。
图2为已知转换半色调图像的像素用以减少渗色的流程图。
图3为像素取代操作的实施例。
图4与图5为像素缩减操作的实施例。
图6为本发明打印彩色图像的流程图。
图7为本发明作像素转换时的步骤。
图8为本发明与已知技术所需的内存与计算量的比较表。
附图符号说明
40、42、50、52、60、62    窗口
具体实施方式
请参考图6，图6为本发明打印彩色图像的流程图，步骤如下：
步骤50：启动程序以打印彩色原始图像(color source image)。
步骤52：对原始图像执行颜色转换(color conversion)，此转换包含将红、绿、蓝三色转换成青绿色、洋红色、黄色以及黑色(RGB to CMYK)，然而该原始图像亦可转换成其它颜色，如淡靛色、淡洋红色、橘色以及绿色。
步骤54：对原始图像作像素转换。
步骤56：将已转换的原始图像转换成多个半色调图像，举例来说，一彩色平面(color plane)是用来产生每一CMYK颜色，意即产生四个半色调图像。
步骤58：将半色调图像打印出。
步骤60：结束。
如步骤54以及56，利用转换原始图像的像素用以减少渗色，在像素转换完成后，再将原始图像转换成半色调图像。如已知技术，本发明在两种不同颜色墨水的边界处改善渗色的问题。举例来说，假设以黑色颜料型墨水(pigment-basedink)的颜色为第一颜色，而以靛色、洋红色或黄色染料型墨水(dye-basedink)的颜色为第二颜色，因为颜料型墨水及染料型墨水的特性与待干时间皆不同，除非作如减少以及替换操作的像素转换，不然此两种墨水颜色可能会相互渗透。
请参考图7，图7为本发明作像素转换时的步骤，步骤如下：
步骤100：开始。
步骤102：输入原始图像颜色数据的靛色、洋红色、黄色以及黑色(CMYK)。原始图像颜色数据亦可为淡靛色、淡洋红色、橘色以及绿色。
步骤104：计算原始图像的黑色像素密度dK以及彩色像素密度dCMY。
步骤106：确认黑色像素密度dK是否大于彩色像素密度dCMY，如果是，则跳至步骤108；反之，则跳至步骤112。
步骤108：确认黑色像素密度dK是否小于像素缩减的默认值，如果是，则跳至步骤110；反之，则跳至步骤114。
步骤110：确认黑色像素以及彩色像素之间的边界区域。为了改善边界区域的打印品质，执行像素转换，如像素缩减以及/或像素替换。
步骤112：确认黑色像素密度dK是否小于像素替换的默认值，如果是，则跳至步骤110；反之，则跳至步骤114。
步骤114：以靛色、洋红色、黄以及黑色(CMYK)输出原始图像。
步骤116：结束。
在步骤110中，本发明的像素转换可使用像素缩减、像素替换或两者皆可，如图2至图5。然而，本发明是利用转换原始图像的像素以取代转换半色调图像的像素。假设数值k为一数量值，其值等于每一相对应于原始图像的线性范围(linear dimension)的半色调图像的线性范围的比率(ratio)，当半色调图像的分辨率大于原始图像的分辨率时，即可利用本发明来减少大量的计算与内存容量。
因为每一半色调图像是为一连串的单色点，每一半色调图像可使用一位数据或一字节数据来储存每一点的数据。当已知技术仅使用一位来表示一点时，需要较有效率地使用内存，因为以位格式储存额外的数据需要额外的计算量。
请参考图8，图8为本发明与已知技术所需的内存与计算量的比较表，如前所述，k表示为相对应于原始图像的线性范围的半色调图像的线性范围的比率(ratio)。举例来说，假如原始图像的分辨率为600×600像素，而半色调图像的分辨率为1200×1200像素，则k＝1200/600＝2。假设原始图像为m×n像素，其中m以及n为正整数，而每一半色调图像为km×kn，图8为已知技术对半色调图像作像素转换时以及本发明对原始图像作像素转换时所需的内存容量以及所需的计算量的比较。其它因素在本发明以及已知技术中相同，在此不赘述。
半色调图像可使用一整个字节或一位来储存每一半色调图像中的像素，此两种皆揭露于图8中。首先，已知转换半色调图像并以字节储存先与本发明转换原始图像作比较，每一半色调图像的二维大小较原始图像的二维大小大k倍，如图8所示；以字节储存的半色调图像所需内存为km×kn字节，而半色调图像所需内存仅为m×n字节，同样地，一图像的像素越多，像素转换所需的计算量就越多，因此，以字节储存的半色调图像所需计算量为km×kn，而半色调图像所需计算量仅为m×n。由图8可知，本发明可减少所需的计算量与内存容量，本发明亦可应用于图像分辨率小于而半色调图像的分辨率，并且在对原始图像作像素转换时可较对半色调图像作像素转换时省去所需的内存以及计算量。
对于以位方式储存半色调图像所需的内存较以字节储存的方式所需的内存为少，假设每一字节是为八位，以位储存的方式所需的内存仅为以字节储存的方式所需的内存的八分之一，但计算量却是两倍。像素量仍为km×kn，但所增加的计算量km×kn需要额外的内存，虽然已知以位方式储存半色调图像可减少所需的内存，但相对地，计算量却提高了。
相较于已知技术，本发明是利用转换原始图像的像素来减少所需的内存以及计算量，并用以减少渗色，当k等于1时(意即半色调图像与原始图像的分辨率相同)，本发明所需的内存以及计算量与已知技术相同。然而，对于任何大于1的k而言，本发明在作像素转换时较有效率，因此本发明的优点在于在转换原始图像至半色调图像前，利用对分辨率相当小的原始图像作像素转换。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (11)

1.一种处理彩色图像数据的方法，该彩色图像数据是用以供一喷墨打印机打印使用，该方法包含：
自一原始图像读取彩色图像数据，该原始图像包含至少一第一色彩区域以及一第二色彩区域的彩色图像数据；
计算该第一色彩区域的第一像素密度、计算该第二色彩区域的第二像素密度，以及比较该第一像素密度与该第二像素密度；
仅当该第一像素密度与该第二像素密度符合需转换边界区域的像素的预设标准，则确认该第一色彩区域与该第二色彩区域之间的一边界区域；
将该原始图像中介于该第一色彩区域以及该第二色彩区域之间的该边界区域作像素转换；
在像素转换完成后，将该原始图像转换成多个半色调图像；以及
使用根据该第一色彩区域及该第二色彩区域的第一颜色墨水及第二颜色墨水以打印出该半色调图像。
2.如权利要求1所述的方法，其中，该第一颜色墨水以及该第二颜色墨水是为两种不同类型的墨水。
3.如权利要求2所述的方法，其中，该第一颜色墨水是为颜料型墨水，以及该第二颜色墨水是为染料型墨水。
4.如权利要求1所述的方法，其中，该第一颜色墨水是为黑色，以及该第二颜色墨水的颜色是为靛色、洋红色、黄色、淡靛色、淡洋红色、橘色或绿色。
5.如权利要求4所述的方法，其中，该第一颜色墨水是为颜料型墨水，以及该第二颜色墨水是为染料型墨水。
6.如权利要求1所述的方法，其中，该像素转换步骤包含利用其它颜色的像素替换该第一色彩区域的像素。
7.如权利要求1所述的方法，其中，该像素转换步骤包含利用其它颜色的像素替换该第二色彩区域的像素。
8.如权利要求1所述的方法，其中，该像素转换步骤包含减少该第一色彩区域的像素的颜色饱和度值。
9.如权利要求1所述的方法，其中，该像素转换步骤包含减少该第二色彩区域的像素的颜色饱和度值。
10.如权利要求1所述的方法，其中，若该第一像素密度大于该第二像素密度，则根据比较该第一像素密度与一第一预设标准的结果将该边界区域的像素做像素转换。
11.如权利要求1所述的方法，其中，若该第二像素密度大于该第一像素密度，则根据比较该第一像素密度与一第二预设标准的结果将该边界区域的像素做像素转换。
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