TWI220504B - Algorithm for eliminating moiré pattern - Google Patents

Description

1220504

案號 91124145 五、發明說明（1) 【發明所屬之技術領域】 本發明係一種網紋消除演算法，特別係關於一 在影像處理裝置如多功能事務機（MFp )或掃描器 運用 、（SCanner )的演算法，將掃描之影像透過影^ 1理 法，以消除不必要且重複性高的紋路如網花， :、 具有極佳平滑效果者。 便衫像的 【先前技術】 由於多功能事務機、掃描器在日常生活中的 頻繁，對於影像處理品質的好壞與速度更趨重視，而終 目的即在於將輸出的影像資料儘可能還原成與原始 ^ 資料，同、，並藉由演算法提供修飾處理使輸出的^像g料 色階能更為平滑，而能獲致較佳的影像重製性。 、 請參閱第一圖所示，影像處理的流程係先將文件的原 稿經掃描模組掃描取樣後，形成數位化的RGB資料輸入，’、 經由CMYK轉換、半色調處理及圖文加強處理，產生cmyk的 半色調影像，最後再經由印表機模組列印出來。因此從掃 =取，到列印文件都必須經過CMYK轉換、半色調處理，適 當的安排各種顏色列印的位置以使人眼能感受到顏 階的變化。 而在上述的半色調處理中係有規則抖動（〇rder Dither)及誤差擴散（εγγ〇γ Diffusion)兩種方法。其 中★見貝“斗動析度的減少來增加灰階的數目，也就 III U MU li. t . —------ -

1220504

誤差擴散是當連續的灰階影像（gray scale )被一進化時，用來產生誤差並配到鄰近 ρ1Χ=1 )的一種技術，即利用特定方向像素點的灰階誤 j過特定比例的累加後來判斷下一像素點為黑色或白 巴。味參閱第二圖所示，誤差擴散一般主 起始電路12、-第二加法器13J誤力差ί ，為1 4所組成，其中xi j為輸入影像的像素點，旧]·為誤 擴政像素點（error diffusion pixel) ，x，ij 為輸出 影，的，素點，ei j為鄰近像素點誤差量，H(z)為誤差濾 波器。第二加法器1 3係將輸出影像的像素點X，i j減去誤 差擴散像素點U i j得到鄰近像素點的誤差量e丨j，鄰近像素 點誤差量ei j經由誤差濾波器H(z) 1 4處理得到改疋後的 像素點誤差量H ( e (i，j))，並經由第一加法器1 1將輸入 影像的像素點Xi j減去像素點誤差量H(e(i，j))而得到改 正後的誤差擴散像素點U i j，誤差擴散像素點u i j即與起始 電路1 2的一臨界值t作比較，而得到二極值（〇或1 )輪 出，即當誤差擴散像素點Ui j大於臨界值t則輸出二極值為 1，而當誤差擴散像素點U i j小於等於臨界值t則輸出二極 值為0。藉此，誤差擴散能將誤差值分配到與像素點相鄰 的鄰近像素點，以拉近像素點與鄰近像素點之間的差異性

五、發明說明（3) 但由於印刷品半色調演算法（規則抖動； 的先天限制而產生諸多網花（M〇ire)，故一 演算法多以遮罩（Mask)演算法或頻率域方$ F〇Urier Transfer)將所掃描印刷品影像之 除，但是當網花出現頻率繁複且涵蓋網紋面禾 欲達到完全消除網花則必須重複進行上述演曾 頻率域方法）的處王里，如此將十分的耗時，、： 速處理的效果。 I誤差擴散） 般影像處理 「（如 網花加以消 較大時，若 法（遮罩或 無法達到快 ’在於可提供一種網紋 且效果顯著。 ’在於可提供一種網紋 整，以產生不同程度的 緣是，本發明人有 之應用，並累積多年從 與實作本發明人有感上 原理將鄰近像素之間的 除鄰近像素點間的灰階 果’最終提出一種『網 效改善上述缺失之本發 【發明内容】 本發明之主要目的 ’網花消除可快速完成 本發明之另一目的 ，可依權重值大小作調 果（模糊效果）。 鑑於斯，特運用獨到之 事相關之專業研製生產 述缺失之可改善，利用 色階差異擴散至相鄰像 差異，達到灰階均衡（ 紋消除演算法』，其設 明者。 八〇又 巧思與學理 ’幾經試製 m差擴散的 素點，以消 才莫糊）的效 計合理且有 、消除演算法 消除演算法 花消除效 1220504 案號 91124145 、發明說明（4) 修正 本發明之又一目的 ， # Μ 风伏 ^ 4n „、…7Γ a ’可邊掃描邊進行運算處理，以達到即時處理的效能。 ， 為了達成上述目的，本發明提供一種網紋消除演算法 ’包括下列步驟： (a )由一起始電路（Average )作加權平均運算，將 一誤差擴散像素點U i j與鄰近像素點之間的色階 差異擴散至相鄰像素點，而得到一輸出影像像 素點X ’ i j ; b 經由一第二加法器將該輸出影像像素點X，i j與 遠誤差擴散像素點U i j作運算得到一鄰近像素點 誤差量e i j ; c d 將該像素點誤差量eij經由一誤差濾波器處理得 到一改正後的像素點誤差量H(e(i，j));及 ϊ Ϊ 一第一加法器將一輸入影像像素點Xi j與該 像素點誤差量H(e(i 你、重筲”？丨1 # ^ φ / 1，j))作運异付到改正後的誤 汽月欠像素點Uij，並跳至步驟（ 的所有像素點處理完畢為止。 直至，“象 為了使貴審查委員能更進一牛瞼絰太鉻nn 術内容’請參閱以下有關本發J =明特徵及技 所附圖式僅提供參考與說明 圖，然而 制。 並非用來對本發明加以限

1220504 ---案號91124145__年月曰 修正__ 五、發明說明（5) 【實施方式】 請參閱第三圖所示，係為本發明之系統架構圖。本發 明係一種網紋消除演算法，主要由一第一加法器2 1 、一 起始電路（Average) 22、一第二加法器23、及一誤 差濾波器2 4所組成，其中X i j為輸入影像的像素點，u i j 為誤差擴散像素點（err〇r diffusion pixel) ，X，ij為 輸出影像的像素點，e i j為鄰近像素點誤差量。 而在起始電路2 2的部份並非用來做二極值的輸出， 而疋利用誤差擴散的原理將鄰近像素之間的色階差異擴散 ^相鄰像素點，起始電路2 2將鄰近像素點的加權取平均 =到X’ 1 j的輸出影像像素點，經由第二加法器2 3將輸出 〜像像素點X i j減去誤差擴散像素點U丨j而得到鄰近像素 點决差置e 1 j，鄰近像素點誤差量e丨]•經由誤差濾波器H (z ) 2 4處理得到改正後的像素點誤差量H(e(i，〗）），其中濾 波函數H(z)如下所述係依權重將誤差分配給鄰近像素： 其中：‘屬於自然數，w為權重，且= 由ί 一加法器2 1將輸入影像像素點Xij與改正後 辛點ιΓ點1差^H(e(1，相加得到改正後的誤差擴散像 :點:u :使侍起始電路2 2可根據改正後的誤差 相鄰像素點加權取平均而得到改正後的輸出影 f像素 j ’並直至所1像素點處理完畢為止。

第9頁 五 ^^^91124145 發明說明（6) 言青同時參閱第四圖及 紋消除演算法原理由二，係利用第三圖的網 (iine) f逐if中的影像像素資料分成“ 變數i表示）、古产、 β像像素資料的寬度(以 法包含有下列步:為m (以變數]表示），網紋消除演算 曰 修正 步驟 步 步驟3 t —線中的影像像素點的起始位置i開妒. 藉由起始電路2 2計算鄰近像素點的加權。取平Σ Avs 〇> / - ό +f) 均得到 Α νg (i，j ) = J]mig^+r · 判斷Avg( i，j)是否大於影像白點數值（在8 位元灰階的狀態下，影像白點數值為2 5 5 步驟3 4 步驟3 5 步驟3 6 步驟3 7 步驟3 8 若是，則跳至步驟3 5 ; 若否，則跳至步驟3 4 ; 判斷Avg(i, j)是否小於影像黑點數值（在8 位元灰階的狀態下，影像黑點數值為〇 ); 若是，則跳至步驟3 6 ; 若否，則跳至步驟3 7 ; 輪出影像的像素點X ’ i j為影像白點數值； 輪出影像的像素點X’ i j為影像黑點數值； 輪出影像的像素點X ’ i j為A v g (i，j); 藉由第二加法器2 3將輪出影像的像素點X，i j 減去誤差擴散像素點U(i，j)得到鄰近像素點 誤差量e (i，j );

第10頁 直號911?祕 五、發明說明（7) 步驟3 9 : 曰 修正 步驟4 〇 步驟4 2 步驟4 藉由第一加法器將輪入旦/ 近像素點誤差量ei i經由;像么素點x(i’j)與鄰 理所得到H(e(i，”二力ί慮波H(Z)24處 點U(i，j); 作相加侍到誤差擴散像素 ，斷起始位置i是否已到達一線中的最末端 (即i大於影像寬度η時）； 若是，則跳至步驟4 2 ; 若否，則跳至步驟4 1 ; 1 + 1並跳回步驟卩9 ，繼&上 • d 2，繼續處理下一像素點 y 取得4線以2 L +1為單位長度時 個點鄰近像素平均值 时的所有像素點的 =(、vr. ‘，其"為微量 點取古#為在1點位置像素點時對左右鄰近像素 ΐ以Γ!;算的個數長度，而L最大寬度 像寬度的-半’但若取太多點作高斯 ? 衫像容易模糊，因此一般L較佳值為i〜 2 2的ϋ fAVg (1，j)作為下-線起始電路 2 ΐ考值，並跳至步驟4 3 ; 女：，否已到達影像資料最底端的線（即j 大於影像高度1„時）； v I J ^是’則結束本流程； 若否，則跳至步驟4 4 ;

第11頁 1220504 j號 91124145 五、發明說明（8) 步驟4 4 ·· j + 1並跳回步驟3 素點。 曰 修正 繼續處理下一線的 像 點平ϊί:,利用上述網紋消除演算法將像素點與鄰近像辛 占+均灰階之差異依誤差擴散原理之誤 ^素 至鄰近像素，並逐像素點作擴散誤差運算，;:：::配 務機或掃描器在掃描過程中傳輸部份若干條影 (buffer )時，本網紋消除演算法即可自緩衝 二街态 :影像進行運算再回傳，因此當掃描作業#束後^部 俾使得傳統半色調演算法的：： 把制所產生的網化現象得以消除，而達天 (模糊化）的效果及即時影像處理的功能象素點灰^均衡 特點是以’透過本發明之網紋消除演算法，具有如下述之 花紋Γί複雜程度，而選擇不 花消除效果愈明顯。 #重值愈大則網 (2) 應用軍：多功能事務機或掃描器並可 ΐ “邊進…，以達到影像即時處理的： 綜上所述，本發明完全符合專利 以保障發明者之權益，若 專利法提出申請’請詳查並請早：2要件’故爰依 丨V位拉#一 > 一.二干日心准專利，實感德便， 鈞局之貴審查委昌古 —-_~安員有任何的稽 第〗2頁 1220504 五、發明說明（9) 疑，請不吝來轟指示。

A 曰 修正

惟，以上所述，僅為本發明最佳之一的具體實施例之 砰、、田說明與圖式，惟本發明之特徵並不偈限於此，並 本發明，本發明之所有範圍應以下述之申請專利範 恭f ’凡合於本發明申請專利範圍之精神與其類似變化 η %例’皆應包含於本發明之範疇中，任何熟悉該項技 ^者在本發明之領域内，可輕易思及之變化或修飾皆可涵 蓋在以下本案之專利範圍。

第13頁

1220504 _案號91124145_年月日__ 圖式簡單說明 【圖式簡單說明】： 第一圖係彩色影印之影像處理流程圖； 第二圖係習知誤差擴散之系統架構圖； 第三圖係本發明網紋消除演算法之系統架構圖； 第四圖係本發明網紋消除演算法之運算流程圖；及 第五圖係本發明網紋消除演算法對影像像素資料處理之 示意圖。 【圖號說明】： 〔習知〕： 第一加法器.........11 起始電路............12 第二加法器.........13 誤差濾波器.........14 起始電路............2 2 誤差遽波器.........2 4 第14頁

Claims (1)

1220504 案號 91124U5 曰 修正 六、申請專利範圍 1、一種網紋消除演算法，包括下列步驟·· )由一起始電路（Average )作加權平均運算，將 一誤差擴散像素點U i j與鄰近像素點之間的色階 差異擴散至相鄰像素點，而得到一輸出影像像 素點X’ i j ; )經由一第二加法器將該輸出影像像素點χ，i】與 該誤差擴散像素點Ui j作運算得到一鄰近像素點 誤差量e i j ; )將該像素點誤差量ei j經由一誤差濾波器處理得 到一改正後的像素點誤差量H(e(i，〗））；及 )i i第一加法器將一輸入影像像素點X i j與該 差ί ΐ Ϊ ί量H(eU，j))作運算得到改正後的誤 的；ί ίί’並跳至步驟（a)直至影像 的所有像素點處理完畢為止。 該：項所述之網紋消除演算法，其中 而選擇不同的運可依f網花紋路之複雜程度 像灰階均衡。 weight) ’以消除網花將影 ::以：範：^項所述之網紋消除演算法，其中 Γ 1 j減去該誤差擴散=^糸將該輪出影像像素點 誤差量ei j。 素點UlJ而得到該鄰近像素點 如申請專利範圍第 該步驟（d )的 、斤述之網紋消除演算法，其中 2 4 a b d 的第—加法器係將該輪人影像像素ΐ

1220504 案號 91124145 月 g 修· 、申請專利範圍 與該像素點誤差量H(e(i，相加差 像素點Ui j。 t :: f利靶圍$ 1項所述之網紋消除演算法，係將 像if線的像素點資料作處理，並於每線的逐 鄰近像二：ί作j;像素點取個點像素之 作為下一線起始電路的參考值。