專利名稱：通過在優(yōu)選圖案之間執(zhí)行內插來生成抖動屏蔽的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及抖動屏蔽生成技術，并具體涉及包含了通過迭代插值來生成抖動屏蔽的半色調處理方法和裝置。
背景技術：
數(shù)字半色調處理是一種在二維媒體上通過使用很小的點以及有限數(shù)量的顏色來顯示圖片的技術。在從適當距離查看圖片時，該圖片看起來包括了多種顏色。例如，由黑點和白點組成的圖片可以看起來顯示出多種灰度級。
數(shù)字打印機最初只是分辨率非常粗糙的純粹黑白二色的機器，而現(xiàn)在它已經發(fā)展成可以容納多種顏色和更精細的分辨率，并且新近還可以在每一個像素上容納超過一個比特的信息。這里所述像素可以是指像素(pixel)或象素(pel)。
用于數(shù)字半色調處理的最快和最常用的方法包括使用閾值陣列的抖動算法，其也稱為抖動矩陣或抖動屏蔽(dither mask)。無論是用硬件還是軟件來定義抖動屏蔽，抖動屏蔽都可以被視為數(shù)字矩陣。這些屏蔽的原始形式使用的是被稱為“有序抖動”的周期性閾值圖案。在“隨機抖動”中，閾值是依照某些隨機過程獲取的。傳統(tǒng)的抖動屏蔽技術并沒有提供很多灰度級。在群集屏蔽(clustered mask)中則尤其如此，其中較暗的灰度是通過打印較大的黑點群集來產生的，這與依照分散屏蔽(dispersed mask)所使用的擴展技術正好相反。在數(shù)字打印處理中，這兩種屏蔽都非常重要，其中群集屏蔽通常與激光打印機結合使用，而分散屏蔽通常與噴墨打印機結合使用。
如果屏蔽尺寸與所要渲染的給定數(shù)量的相異灰度級所需要的最小尺寸相近似，或者如果屏蔽內部的閾值排列故意形成了周期性結構，那么將屏蔽定義成是周期性的。非周期性通常是指“很長的周期”，這意味著每一個閾值會在屏蔽中以下述方式重復相對較多次，在所述方式中最終得到的屏蔽并不只是較小的相同屏蔽的并置。
在設計抖動屏蔽的過程中，太多的隨機性會使圖像模糊并且生成難看的結果。在二十世紀八十年代后期發(fā)現(xiàn)，藍噪聲或者其低頻在用于大量灰度級的徑向平均功率譜中衰減的噪聲提供了改進的可視效果，例如參見R.Ulichney的“Dithering with Blue Noise，”Proc.IEEE 76，No.1，1988，pp.56-79。在此之后提出了借助藍噪聲來構造抖動屏蔽的方法，例如參見Parker等人的美國專利No.5,111,310；M.Yao等人的“Modified Approachto the Construction of a Blue Noise Mask，”J.of Electronic Imaging 3，No.1，1994，pp.92-97；以及R.Ulichney的“The Void-and-Cluster Method forDither Array Generation，”Proc.SPIE 1913，1993，pp.332-343。
藍噪聲屏蔽生成分散的點，這意味著如果灰度級足夠暗以致于無法使所有的黑點分離，那么黑點只好形成群集。由此，對激光打印機或靜電復印機來說，藍噪聲屏蔽是不切合實際的。
為了實現(xiàn)群集，可以構造傳統(tǒng)的閾值陣列，這樣，增加灰度級會在固定周期上與打印較大型群集相對應。雖然這種方法不會產生不佳的效應(artifact)，但是可以使用這種方法來表示的灰度級數(shù)量會太少，或者所生成的群集會太大。為了糾正這種效應，可以使用多單元陣列，該陣列是由若干單群集閾值陣列平鋪而成的。在多單元陣列中，若干群集是以與單群集陣列中相同的空間周期增長的，但是它們并不是同時增長的。這樣允許額外的中間灰度級。傳統(tǒng)的多單元陣列被視為是周期性的，并且這些單元增長的順序和方式通常會生成在若干灰度級上的不佳的周期性圖案。
在抖動屏蔽生成中的兩個重要問題是產生群集的非周期性屏蔽以及無效應的多單元屏蔽。通常，當在所有可能的一致的灰度級上進行測試時，取決于所要渲染的一致的灰度級以及打印機的物理特性，多單元的群集的抖動陣列將生成良好的和較不可接受的圖案。
這些問題相繼在下列文獻中得以解決1)Thompson等人的美國專利No.5,917,951(以下稱為“TTW1”)；2)Thompson等人的美國專利No.6,025,930(以下稱為“TTW2”)；3)Stanich等人的美國專利No.6,597,813(以下稱為“STTW”)；以及4)C.W.Wu等人的“Supercell dither masks with constrained bluenoise interpolation，”NIP 17IS&T’s International Conference on Digitalprinting Technologies，2001，pp.487-490。
在這里將每一專利和論文引入作為參考。在解決這些問題的過程中，通常提供結合了藍噪聲以及群集處理的優(yōu)點的技術，以便根據需要在例如激光打印機或是靜電復印機中產生可接受的半色調圖案。
更為特別的是，依照TTW1、TTW2和STTW，灰度等級圖像的半色調處理方法使用了對照群集的非周期性屏蔽所進行的逐個像素的圖像比較，其中所述群集的非周期性屏蔽是由局部隨機性和局部確定性的單值函數(shù)組成的，該函數(shù)被設計成當在任何灰度級達到閾值之時產生視覺上舒適的點配置。TTW2對TTW1的基本改進是提供了更藍的效果。STTW對TTW1和TTW2的基本改進是在構造從最亮到最暗的灰度級的屏蔽時對群集進行調制。由此，構造了呈現(xiàn)出好像沒有周期性的非隨機抖動屏蔽，這使得藍噪聲可以令人眼感到舒適。不過，TTW1、TTW2和STTW在群集情況下針對審美標準提供了靈活性和適應性，但在分散的情況下無法提供類似的優(yōu)點。更特別地，在保持抖動屏蔽中的非預期圖案的預期特性方面，它們無法提供靈活性。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供了用于生成和使用抖動屏蔽的技術，特別地，本發(fā)明提供了用于通過兩個或更多不同顏色(例如黑色和白色)像素的優(yōu)選圖案集合的迭代內插來生成抖動屏蔽的技術，由此可以從結果中移除非預期圖案，而其特性被保持在屏蔽中。
舉例來說，在本發(fā)明的一個方面中，通過選擇包括具有第一顏色和第二顏色中的至少一種的像素的至少三個初始圖案的序列來生成抖動屏蔽。對至少兩個圖案執(zhí)行內插，以便在至少三個原始圖案之間的序列中生成內插圖案。如果在所述序列中存在具有至少一個指定特性的圖案，則重復在至少兩個圖案之間進行內插的步驟以及確定所述序列中是否存在具有至少一個指定特性的圖案的步驟。所述內插是從所述序列中具有至少一個指定特性的圖案的每一側在至少一個圖案之間進行的。
在本發(fā)明的附加實施例中，通過生成抖動屏蔽以及將圖像中的每個像素與抖動屏蔽中的閾值進行比較來對圖像進行半色調處理?；谂c抖動屏蔽的比較來打印一個或多個像素的第一顏色的點。
有利的是，初始圖案序列的某些屬性可以被強加到最終的抖動屏蔽中，而不必非要明確設計用于這些情況的屏蔽生成裝置。通過使用本發(fā)明，可以實現(xiàn)完全不同的屏蔽特性，否則完全不同的屏蔽特性將需要專門的算法和方法。
從以下結合附圖閱讀的本發(fā)明例示性實施例的詳細描述中，可以清楚了解本發(fā)明的這些和其他目的、特征和優(yōu)點。


圖1是描述依照本發(fā)明實施例的半色調處理系統(tǒng)的框圖；圖2是描述依照本發(fā)明實施例的用于圖1中的系統(tǒng)的抖動屏蔽生成方法的流程圖；圖3是描述依照本發(fā)明實施例的迭代像素排列方法的流程圖；圖4a是描述依照本發(fā)明實施例的初始圖案序列的圖示，其中在所述圖案之間具有內插的圖案；圖4b是描述依照本發(fā)明實施例的介于兩個選定圖案之間的第二內插的圖示；以及圖5是描述依照本發(fā)明實施例的可以據此實現(xiàn)本發(fā)明的一個或多個組件/方法的計算系統(tǒng)的例示性硬件實現(xiàn)方式的圖示。
具體實施例方式
以下說明將會使用示例性的數(shù)據處理系統(tǒng)體系結構來描述本發(fā)明。然而應該理解，本發(fā)明并不僅限于與任何特定的系統(tǒng)體系結構結合使用。而是，本發(fā)明更廣泛地適用于希望生成用于半色調處理技術的抖動屏蔽的任何系統(tǒng)。
如下文中詳細描述的那樣，本發(fā)明介紹了用于生成抖動屏蔽的技術，并具體介紹了用于通過兩個或更多不同顏色(例如黑色和白色)像素的優(yōu)選圖案集合的迭代內插來生成抖動屏蔽的技術，由此可以從序列中移除非預期圖案，而其特性被保持在抖動屏蔽中。
如本領域技術人員所知道的，對每個像素具有一比特信息的打印機模型的改進可以容易地被應用于更為先進的機器。同樣，用于生成和使用單個抖動屏蔽的方法可以被適配成同時生成和使用若干個抖動屏蔽。雖然下文描述的抖動屏蔽生成技術使用的是黑色和白色打印設置，并且每個像素具有一比特信息，但是這些技術可以擴展到彩色和多比特打印機或是其他成像設備。
如這里將要討論的，屏蔽被定義為閾值陣列M＝[m(i，j)]，其中i＝1，2，...h并且j＝1，2，...v；h和v分別是屏蔽的水平和垂直尺寸。假設m(i，j)采用了N個可能值，這些值通常被調整為1，2，...，N，并且將會生成N’＝N+1個不同的灰度級。
被縮放成打印機分辨率(通常用每英寸的點數(shù)(dpi)表示)的輸入圖像是輸入值陣列A＝[a(i，j)]，其中i＝1，2，...H并且j＝1，2，...V；其中h和v分別是圖像的水平和垂直尺寸。在某些實施例中，H＞＞h并且V＞＞v，但對本發(fā)明的所有實施例來說，這些關系并不是必要的。
處于打印機分辨率的輸出圖像(在這里是黑白二色的圖像)是輸出值陣列O＝[o(i，j)]，其中i＝1，2，...H并且j＝1，2，...V；其中H和V分別是圖像的水平和垂直尺寸。對陣列A和O來說，每一行H上的像素數(shù)量以及每一列V上的像素數(shù)量都是相同的。
給定M和A的情況下，輸出圖像O是由以下屏蔽等式(mask equation)定義的o(i，j)＝S(a(i，j)-m(i mod h，j mod v))，其中S(x)是階躍函數(shù)，該函數(shù)是如下定義的如果x＜0，則S(x)＝0，如果x≥0，則S(x)＝1。對這個階躍函數(shù)來說，“1”對應的是使像素變暗，而“0”對應的是不使像素變暗。
對處于a(i，j)的某些灰度級g來說，如果o(i，j)＝1，那么對處于a(i’，j’)的任何更暗的灰度級g’來說，同樣o(i’，j’)＝1，其中i mod h＝i’mod h，并且j mod h＝j’mod v。這個約束是作為擴展屬性定義的，它是屏蔽等式的直接結果并且是在生成視覺上舒適的屏蔽時的主要障礙之一。為了描述這個困難，注意兩個一致的灰度級g1＜g2加以關注，其中對g1而言是黑色的所有像素對g2而言也一定是黑色的。
從幾何學的角度來看，h×v的抖動屏蔽M將通過假定周期性邊界條件來實現(xiàn)，由此可以將該陣列視為是二維環(huán)形。無論何時引用陣列中的兩點間的距離或是使用相關的概念，都意味著是在環(huán)形而不是在矩形上定義該距離。符號M被用于表示以矩陣、相應的h×v矩形或是環(huán)形形式所給出的陣列，并且所引用的是矩陣、矩形還是環(huán)形應該是明確的。
用R表示實數(shù)集合，R2表示由兩個實數(shù)坐標作為參數(shù)的平面；選擇在原點具有最大值并且在逐漸遠離原點的時候數(shù)值減小的某個函數(shù)r:R2→R或是在原點具有最小值并且在逐漸遠離原點的時候數(shù)值增大的某個函數(shù)r:R2→R。函數(shù)r被解釋成是勢函數(shù)。更好的結果是通過選擇勢r獲得的，所述勢r取決于與之一起運算的灰度級gi，并且還取決于抖動屏蔽生成方法所處的階段。
為了初始化或是重新初始化屏蔽生成方法，要選擇視覺上舒適的初始圖案序列Pk。圖案是由“0”和“1”組成的h×v矩陣?！?”對應的是白色像素，而“1”對應的是黑色像素。每一個圖案Pi都與下述灰度級gi(0≤gi≤1)相對應，該灰度級是Pi中黑色像素占總像素的比例。在該初始序列中，圖案的數(shù)量少于灰度級的最終數(shù)量，并且包含了至少兩個圖案即全“0”和全“1”。該初始序列必須滿足擴展屬性，這樣一來，對任何兩個圖案Pi和Pi+1而言，在Pi中為黑色的任何像素在Pi+1中同樣是黑色。該初始條件可以用具有灰度級g(P01)＜g(P02)＜...＜g(P0k)的k個起始圖案來表述。
由此，依照在這里引入作為參考的專利和文獻來為所有灰度級1，2，...N’生成閾值的完整集合。通過構造可以選擇N1個視覺上舒適并且滿足擴展屬性的灰度級g(P01)＜g(P02)＜...＜g(P0N1)。這些灰度級可以包含初始條件g(P01)＜g(P02)＜...＜g(P0k)，但這并不是必需的。舉例來說，放棄初始條件可以提供視覺上舒適并且顯現(xiàn)為消除了周期性的圖案，但是如果起始圖案g(P01)＜g(P02)＜...＜g(P0k)是周期性的，那么這些圖案實際上還是周期性的。
然后，新圖案g(P11)＜g(P12)＜...＜g(P1N1)可以用作為下一個階段的初始條件。所描述的方法被設計成是自然迭代的，由此產生連續(xù)的階段以及新的初始條件，例如g(Pm1)＜g(Pm2)＜...＜g(PmNm)。
當一圖像具有大約N’個舒適的灰度級時，即，當Nm近似等于N’時，該方法終止。由于某些灰度級并沒有很大的視覺影響，因此這種近似是可以接受的。舉例來說，遺漏的灰度級可以是分離的、非常亮的或非常暗的。
用于生成完整屏蔽的方法首先可以集中于僅僅生成將被用做一個或幾個灰度級的初始條件的特殊灰度級，為此目的，不是產生所有N’個灰度級，而是只產生在相鄰的灰度級中的連續(xù)的灰度級，其中將選定的灰度用作初始條件。
舉例來說，本方法的能力和通用性是通過對應于灰度級1/2(閾值級別低于N/2)的形成方格棋盤的半色調圖案以及更亮和更暗的圖案來描述的。然后，生成非周期性的相鄰的灰度級，并且選擇其中的兩個灰度級，其中一個比1/2更亮，另一個比1/2更暗。出于審美原因，選定的灰度級可以被修改，然后可以被進一步修改以便滿足擴展屬性。之后，這兩個灰度級被用于生成灰度級1/2，所述方法會一直被迭代，直至產生基本上非周期性的并且視覺上舒適的1/2灰度。
現(xiàn)在參考附圖，并具體參考圖1，框圖描述了依照本發(fā)明實施例的半色調處理系統(tǒng)。更特別地，輸入圖像100由掃描儀110進行掃描并且作為圖像陣列A＝a(i，j)而被存儲在圖像存儲裝置120中，其中(i，j)是在圖像陣列A中的像素位置。輸入圖像100也可以借助其他方法或是裝置被輸入到該系統(tǒng)中。抖動矩陣陣列M＝m(i，j)130被用于對圖像存儲裝置120中的圖像進行半色調處理。
如果N’＝N+1是所要呈現(xiàn)的灰度級的數(shù)量，那么在本描述中所考慮的任何h×v矩陣M＝m(i，j)都是由0和N之間的數(shù)字組成的陣列，其表示閾值等級。抖動屏蔽的生成依照以下屏蔽等式來進行o(i，j)＝S(a(i，j)-m(i mod h，j mod v))，其在半色調比較器140上生成輸出圖像O＝o(i，j)。然后，此陣列可以在打印機160上變換成實際打印圖像170。圖像的實際打印可以在完整組成M之前開始進行。打印機可以處于處理器的外部，在處理器中進行從A和M中合成O，并且在諸如掃描儀、處理器和打印機之類的部件之間進行的所有信息傳送可以是有線的或是無線的。
現(xiàn)在參考圖2，流程圖描述了依照本發(fā)明實施例的用于生成在圖1所示的半色調處理系統(tǒng)中使用的抖動屏蔽M的示例性方法。
該方法開始于方框210，在其中選擇由黑色和白色像素構成的k個圖案P1，...Pk的有序序列。每一個圖案的大小都是h×v，其中h和v都是正整數(shù)。對每一個圖案Pi來說，如方框212中確定的那樣，相應的灰度級gi(0≤gi≤1)被定義為gi＝(Pi中黑色像素的數(shù)量)/(h×v)。選擇P1作為零矩陣，該矩陣全都為白色像素并且具有全“0”矩陣。這種選擇就完整性而言是優(yōu)選的，但這并不是必需的，因為很亮的灰度也很容易被引入本發(fā)明實施例中。相應的灰度級g1等于0。選擇Pk作為全部由黑色像素組成的圖案，其具有全“1”矩陣。同樣，該選擇就完整性而言是優(yōu)選的，但這并不是必需的，因為非常暗的灰度也很容易被引入本發(fā)明的實施例中。相應的灰度級是gk＝1。
在方框214中，選擇一組約束。約束的示例可以包括群集標準(參見在這里引入作為參考的專利和文獻)。沒有選擇任何約束同樣可以視為是一種約束。圖案Pi和Pi+1的每一個集合都可以具有一個約束，其中i的范圍是從1到k-1。
在方框216中，抖動屏蔽是以如下方式初始化的1)對P1中的每一個黑色像素來說，M中的相應項被設置成g1×N，其被四舍五入成整數(shù)，其中N是m(i，j)所假設的值的數(shù)量；2)對處于P2中但不處于P1中的每一個黑色像素來說，M中的相應項被設置成g2×N，其被四舍五入成整數(shù)；以及3)對處于Pi中但不處于P1，...Pi-1之中的每一個黑色像素來說，M中的相應項被設置成gi×N，其被四舍五入成整數(shù)。
對每一對相鄰圖案Pi和Pi+1來說，所述屏蔽是用閾值填充的，以便為gi和gi+1之間的灰度級生成半色調。
在方框218中，從i＝1開始，Qi被定義為處于Pi+1中但不處于Pi中的像素集合。Qi中的黑色像素的數(shù)量被表示為ti。然后，計算近似等于ti/(N×(gi+1-gi))的整數(shù)ni，并且在方框220中為這對相鄰圖案選擇約束。
接下來，如圖3中進一步描述的，在方框222中使用迭代方案來重新排列Qi中的ni個像素，使得1.這ni個像素保留在Qi內；2.這ni個像素連同Pi一起形成基本上非周期性的圖案；以及3.這ni個像素連同Pi一起滿足選定的約束。
在方框224中，在抖動屏蔽中的這ni個位置輸入最接近(gi×N)+1的整數(shù)。這會確保Pi與這些像素之和是與近似等于gi+(1/N)的灰度級相對應的圖案。
然后，在方框226，Pi被Pi與ni個像素之和所替換，而gi被gi+(1/N)所替換。之后，在方框228，確定是否已考慮了Pi+1中的所有像素，或者是否在M中在Pi+1中的所有黑色像素的位置放置了項。如果尚未考慮到所有像素，則重復方框218、220、222、224、226以及228。
如果已經考慮了Pi+1中的所有黑色像素，則在方框230將i遞增1，以便開始在下一對灰度級(gi，gi+1)之間的灰度級中進行下一填充迭代。在方框232，確定i是否小于k，其中k是圖案總數(shù)。如果i小于k，則該方法在方框218中繼續(xù)處理下一對圖案。如果i大于或等于k，則已經考慮了抖動屏蔽M中的所有灰度級。
方框234確定在圖案序列中是否存在任何非預期圖案。非預期圖案可具有某些用戶指定的特性，并且可以由用戶獨立地確定。舉例來說，用戶可能發(fā)現(xiàn)非預期的完全周期性的圖案或是完全隨機的圖案。如果確定在序列中存在非預期圖案。那么該方法在方框238中繼續(xù)。在方框238，選擇兩個或更多圖案，在非預期圖案的每一側上有至少一個圖案。然后，該方法返回到方框210，以便在作為初始圖案的兩個或更多選定圖案之間進行內插。由此，在圖案之間會形成灰度級，而非預期圖案被移除。然而，從非預期圖案傳遞到兩個或多個選定圖案的特性可能同樣被傳遞到新近內插的圖案上。如果在方框234中沒有非預期圖案，那么該方法會繼續(xù)到方框236。
有利的是，本發(fā)明的實施例提供了一種簡單通用的方法來將初始序列的圖案的某些屬性強加到最終的抖動屏蔽中，而不必非要明確地設計用于這些情況的屏蔽生成裝置。舉例來說，如果希望的是群集，那么初始序列的圖案會被群集，而這里所描述的內插將產生群集的抖動屏蔽。如果希望生成隨機窺視屏蔽(looking mask)，并且該屏蔽包含主基頻，則位于此頻率的一個或多個分散圖案可以被用作為起始集合。這些圖案可以是非常規(guī)則的分散集合。在對圖案全集執(zhí)行了內插之后，很多的內插圖案看起來將會是完全隨機的，但是它們仍舊保留了這個主基頻特性。然后，如果選擇這些圖案作為第二內插的子集，那么最終得到的屏蔽可以看起來是藍噪聲屏蔽，但它將仍舊包含來自該起始圖案的主頻率。因此，通過使用本發(fā)明可以實現(xiàn)完全不同的屏蔽特性，而以其他方式實現(xiàn)所述屏蔽特性將需要用于每一種情況的專用算法和方法。
方框236提供了可選步驟，該步驟可以用于將所生成的h×v的屏蔽M與另一個預定義的h2×v2的屏蔽M2組合成更大的(h×h2)×(v×v2)的屏蔽M3?？梢詣?chuàng)建非常大的抖動屏蔽M3，同時執(zhí)行主要的密集計算來生成相對較小的屏蔽M。在TTW1中對這個可選步驟進行了全面的描述。如果使用了這個可選步驟，那么抖動屏蔽M3(而不是M)將被用于對圖1的圖像進行半色調處理。
現(xiàn)在參考圖3，流程圖描述的是依照本發(fā)明實施例的示例性迭代像素排列方法。該方法可以被視為是關于圖2中的方框222的詳細描述。
在方框310，隨機選擇Qi中滿足選定約束(如果存在的話)的ni個位置。在該約束是“無約束”的情形中，隨機選擇Qi中的位置ni，或者也可以采用某種優(yōu)選分布(例如均勻分布)來選擇位置。在方框312，在ni個點中的每一個點以及Pi中的每一個黑色像素上都會施加勢r。接著對于Qi中滿足約束的每一個點來計算這些勢的總和(由PT(總勢)表示)。勢r可以取決于gi。
在方框314，確定具有最小總勢PT的像素是否為前一迭代中具有最大總勢PT的像素。如果這是首次迭代或者如果具有最小總勢的像素在前一迭代中不具有最大總勢，那么該方法直接跳轉到方框316。如果具有最小總勢的像素是在前一動作中具有最大總勢的像素，那么該方法跳轉到方框322。在方框316，具有最高總勢PT的ni個點中的一個點被移動到滿足在220中選擇的約束的具有最小總勢PT的Qi中的點。然后，在方框318中使迭代計數(shù)器C1遞增。在方框320，確定迭代計數(shù)器C1是否大于某個預定的最大值。如果否，那么該方法跳轉到方框312，以便開始另一次迭代。否則，該方法在方框322中繼續(xù)。
在方框322，使計數(shù)器C2遞增。在方框324，確定ni個點的當前配置是否優(yōu)于先前已保存的配置?！皟?yōu)于”可意味著滿足群集標準的Qi中的所有點上的相應PT的最大值與最小值之差更小。如果是的話，則在方框326中保存當前配置。否則不保存當前配置。在方框328中，依照某種預置的客觀測量或通過視覺檢查來確定C2是否小于某個預定最大值，以及所保存的ni個位置的配置是否形成了滿意的圖案。如果否(即，C2過大或者如果圖案并不滿意)，則通過跳轉到方框310來選擇Qi中ni個位置的新的隨機集合。否則，所保存的ni個點的配置將會是在圖2的方框222中使用的最終配置。
本領域技術人員將會了解，本發(fā)明可以用于校正產生適當和不適當?shù)幕叶燃壍娜魏纹帘?。此外，本發(fā)明可以很容易地用于改變屏蔽可以產生的不同灰度級的數(shù)量。由此，灰度級的數(shù)量可以被擴展，或者可以通過在完成擴展之后聚合所擴展的屏蔽中的連續(xù)灰度級而減少灰度級的數(shù)量。此外，依照Wu等人的NIP 17文獻可以生成經過校準的屏蔽。
現(xiàn)在參考圖4a，圖示描述的是抖動屏蔽的灰度級以及圖案集合。原始圖案集合處于初始序列的灰度級gi、gj和gk之上。起始灰度級gj具有特殊屬性，這些屬性被傳播到灰度級fi與gk之間的內插圖案上。圖4b是描述了當存在圖2方框234和238中描述的非預期圖案時的灰度級的圖示。更具體的說，當灰度級gi對應于非預期圖案時，選擇處于灰度級gj任意一側的兩個內插圖案，并且重復所述內插方法，由此在兩個選定的內插圖案之間創(chuàng)建新的內插圖案。新的圖案同樣具有來自gj的某些特性，然而，gj則不再被呈現(xiàn)。
現(xiàn)在參考圖5，框圖描述的是依照本發(fā)明實施例的可以據此實現(xiàn)本發(fā)明的一個或多個組件/方法(例如在圖1、2、3、4a和4b的上下文中描述的組件/方法)的計算系統(tǒng)的示例性硬件實現(xiàn)方式。舉例來說，圖5中的此類計算系統(tǒng)可以包含圖1中的掃描儀11、圖像存儲裝置12、半色調比較器14以及打印機15。
如圖所示，計算機系統(tǒng)可以依照經由計算機總線518或是備選的連接裝置所耦合的處理器510、存儲器512、I/O設備514以及網絡接口516來實現(xiàn)。
應該了解的是，這里使用的術語“處理器”旨在包括任何處理設備，例如包括CPU(中央處理單元)和/或其他處理電路的處理設備。還應該理解，術語“處理器”可以是指一個以上的處理設備，并且與處理設備相關聯(lián)的各種部件是可以由其他處理設備共享。
這里使用的術語“存儲器”旨在包括與處理器或CPU相關聯(lián)的存儲器，例如RAM、ROM、固定存儲器設備(例如硬盤驅動器)、可移除存儲器設備(例如軟盤)、閃速存儲器等等。
此外，這里使用的短語“輸入/輸出設備”或“I/O設備”旨在包括例如用于將數(shù)據輸入處理單元的一個或多個輸入設備(例如鍵盤、鼠標、掃描儀等等)，以及用于呈現(xiàn)與處理單元相關聯(lián)的結果的一個或多個輸出設備(例如揚聲器、顯示器、打印機等等)。圖1的輸入圖像10可以依照一個或多個I/O設備來提供。
另外，這里使用的短語“網絡接口”旨在包括例如允許計算機系統(tǒng)經由適當?shù)耐ㄐ艆f(xié)議而與另一個計算機系統(tǒng)進行通信的一個或多個收發(fā)器s。
包括用于執(zhí)行這里所描述的方法的指令或代碼的軟件組件可以被存儲在一個或多個相關聯(lián)的存儲器設備(例如ROM、固定或可移除存儲器)中，并所述軟件組件在預備使用時可以被部分地或全部加載(例如加載到RAM中)并由CPU所執(zhí)行。
雖然在這里參考附圖而對本發(fā)明的例示性實施例進行了描述，但是應該理解，本發(fā)明并不局限于這些明確的實施例，在不脫離本發(fā)明的實質或范圍的情況下，本領域技術人員可以進行各種其他的改變或修改。
權利要求
1.一種用于生成抖動屏蔽的方法，包括以下步驟選擇包括具有第一顏色和第二顏色中的至少一種的像素的至少三個初始圖案的序列；在至少兩個圖案之間執(zhí)行內插，以便在所述至少三個初始圖案之間的序列中生成內插圖案；確定所述序列中是否存在具有至少一個指定特性的圖案；以及當在所述序列中存在具有至少一個指定特性的圖案時，重復以下步驟(i)在至少兩個圖案之間執(zhí)行內插，其中該內插是從所述序列中具有至少一個指定特性的圖案的每一側在至少一個圖案之間進行的；以及(ii)確定所述序列中是否存在具有至少一個指定特性的圖案。
2.根據權利要求1所述的方法，還包括以下步驟生成新的抖動屏蔽，該屏蔽不包括具有至少一個指定特性的圖案。
3.根據權利要求2所述的方法，其中在生成新的抖動屏蔽的所述步驟中，所述新的抖動屏蔽的內插圖案包括具有至少一個指定特性的圖案的至少一個特性。
4.根據權利要求1所述的方法，其中在至少兩個圖案之間執(zhí)行內插的所述步驟包括從至少兩個圖案的配對中定義像素集合，所述像素在第一圖案中是第一顏色，但在第二圖案中不是第一顏色；在抖動屏蔽中在與所述像素集合相對應的位置輸入與灰度級有關的整數(shù)；以及當在至少兩個圖案的序列中存在至少一個附加圖案時，為第二對圖案重復定義像素集合以及輸入整數(shù)的所述步驟，其中所述第二圖案成為新的第一圖案，并且附加圖案成為新的第二圖案。
5.根據權利要求4所述的方法，還包括以下步驟重復所述步驟，直到在抖動屏蔽中對于與所述第二圖案中的第一顏色像素相對應的所有位置放置了項為止。
6.根據權利要求4所述的方法，其中在至少兩個圖案之間執(zhí)行內插的所述步驟中，至少兩個圖案的序列中的第一圖案包括具有第二顏色的所有像素，并且至少兩個圖案的序列中的最后一個圖案包括具有第一顏色的所有像素。
7.根據權利要求4所述的方法，還包括以下步驟為每一個圖案定義相應的灰度級。
8.根據權利要求7所述的方法，其中在為每一個圖案定義相應灰度級的所述步驟中，至少兩個圖案的序列中的第一圖案的灰度級為0，而至少兩個圖案的序列中的最后一個圖案的灰度級是1。
9.根據權利要求4所述的方法，還包括以下步驟為至少一對圖案選擇一個或多個約束。
10.根據權利要求9所述的方法，還包括以下步驟將所述第一圖案重新定義成具有重新排列的像素的第一圖案，以及調整所述第一圖案的灰度級。
11.根據權利要求9所述的方法，還包括以下步驟重新排列像素集合，以便滿足選定的約束。
12.根據權利要求11所述的方法，其中在重新排列像素集合的所述步驟中，重新排列的像素保留在所述集合內，并且形成基本上非周期性的圖案。
13.根據權利要求11所述的方法，其中重新排列像素的所述步驟包括計算和求出像素以及集合的總勢。
14.根據權利要求13所述的方法，還包括以下步驟以迭代方式將具有實際最高的總勢的像素移動到所述集合中具有實際最低的總勢并滿足約束的像素，直至具有實際最低的總勢的像素為前一迭代中具有實際最高的總勢的像素為止。
15.根據權利要求13所述的方法，還包括以下步驟確定重新排列的像素配置是否優(yōu)于先前的配置。
16.根據權利要求9所述的方法，其中在選擇一個或多個約束的所述步驟中，約束包括群集標準。
17.根據權利要求4所述的方法，其中在輸入整數(shù)的所述步驟中，所述整數(shù)與灰度級的數(shù)量以及所述第一圖案的灰度級有關。
18.根據權利要求4所述的方法，其中在輸入整數(shù)的所述過程中，用整數(shù)填充屏蔽會生成用于每一對圖案的灰度級的半色調。
19.根據權利要求4所述的方法，其中在至少兩個圖案之間執(zhí)行內插的所述步驟中，每一對圖案在至少兩個圖案的序列中是連續(xù)的。
20.一種用于對圖像進行半色調處理的方法，包括以下步驟生成抖動屏蔽，其包括以下步驟選擇包括具有第一顏色和第二顏色中的至少一種的像素的至少三個初始圖案的序列；在至少兩個圖案之間執(zhí)行內插，以便在所述至少三個初始圖案之間的序列中生成內插圖案；確定所述序列中是否存在具有至少一個指定特性的圖案；以及當在所述序列中存在具有至少一個指定特性的圖案時，重復以下步驟(i)在至少兩個圖案之間執(zhí)行內插，其中該內插是從所述序列中具有至少一個指定特性的圖案的每一側在至少一個圖案之間進行的；以及(ii)確定所述序列中是否存在具有至少一個指定特性的圖案；將所述圖像的一個或多個像素與所述抖動屏蔽進行比較；以及根據與所述抖動屏蔽的比較來打印一個或多個像素的點。
21.根據權利要求20所述的方法，還包括以下步驟將圖像掃描到圖像存儲裝置中。
22.根據權利要求20所述的方法，還包括以下步驟將所述抖動屏蔽與第二抖動屏蔽組合在一起，以便形成較大的抖動屏蔽。
23.一種用于生成抖動屏蔽的裝置，包括存儲器；以及與所述存儲器相耦合的至少一個處理器，所述處理器可操作用于(i)選擇包括具有第一顏色和第二顏色中的至少一種的像素的至少三個初始圖案的序列；(ii)在至少兩個圖案之間執(zhí)行內插，以便在所述至少三個初始圖案之間的序列中生成內插圖案；(iii)確定所述序列中是否存在具有至少一個指定特性的圖案；以及(iv)當在所述序列中存在具有至少一個指定特性的圖案時，重復以下操作(a)在至少兩個圖案之間執(zhí)行內插，其中該內插是從所述序列中具有至少一個指定特性的圖案的每一側在至少一個圖案之間進行的；以及(b)確定所述序列中是否存在具有至少一個指定特性的圖案。
24.根據權利要求23所述的裝置，其中在至少兩個圖案之間執(zhí)行內插的所述操作包括從至少兩個圖案的配對中定義像素集合，所述像素在第一圖案中是第一顏色，但在第二圖案中不是第一顏色；在抖動屏蔽中在與所述像素集合相對應的位置輸入與灰度級有關的整數(shù)；以及當在至少兩個圖案的序列中存在至少一個附加圖案時，為第二對圖案重復定義像素集合以及輸入整數(shù)的所述步驟，其中所述第二圖案成為新的第一圖案，并且附加圖案成為新的第二圖案。
25.根據權利要求24所述的裝置，其中所述處理器還可操作用于為至少一對圖案選擇一個或多個約束。
26.根據權利要求25所述的裝置，其中所述處理器還可操作用于重新排列所述像素集合，以便滿足選定的約束。
27.根據權利要求26所述的裝置，其中重新排列像素的所述操作包括計算和求出像素以及集合的總勢。
28.根據權利要求27的裝置，其中所述處理器還可操作用于以迭代方式將具有實際最高的總勢的像素移動到所述集合中具有實際最低的總勢并滿足約束的像素，直至具有實際最低的總勢的像素為前一迭代中具有實際最高的總勢的像素為止。
29.根據權利要求27所述的裝置，其中所述處理器還可操作用于確定重新排列的像素配置是否優(yōu)于先前的配置。
30.一種用于生成抖動屏蔽的制品，包括包含一個或多個程序的機器可讀媒體，這些程序在被執(zhí)行時會實現(xiàn)以下步驟選擇包括具有第一顏色和第二顏色中的至少一種的像素的至少三個初始圖案的序列；在至少兩個圖案之間執(zhí)行內插，以便在所述至少三個初始圖案之間的序列中生成內插圖案；確定所述序列中是否存在具有至少一個指定特性的圖案；以及當在所述序列中存在具有至少一個指定特性的圖案時，重復以下步驟(i)在至少兩個圖案之間執(zhí)行內插，其中該內插是從所述序列中具有至少一個指定特性的圖案的每一側在至少一個圖案之間進行的；以及(ii)確定所述序列中是否存在具有至少一個指定特性的圖案。
全文摘要
提供了用于生成抖動屏蔽的技術。通過選擇包括具有第一顏色和第二顏色中的至少一種的像素的至少三個初始圖案的序列來生成抖動屏蔽。對至少兩個圖案執(zhí)行內插，以便在所述至少三個初始圖案之間的序列中生成內插圖案。如果在所述序列中存在具有至少一個指定特性的圖案，則重復在至少兩個圖案之間進行內插的步驟以及確定所述序列中是否存在具有至少一個指定特性的圖案的步驟。所述內插是從所述序列中具有至少一個指定特性的圖案的每一側在至少一個圖案之間進行的。
文檔編號H04N1/405GK101073250SQ200580014365
公開日2007年11月14日 申請日期2005年5月10日 優(yōu)先權日2004年5月28日
發(fā)明者M·J·斯塔尼希, G·R·湯普森, C·P·特雷塞爾, C·W·吳 申請人:國際商業(yè)機器公司