使用X－标记保持图像平滑度和锐度的自适应半色调方案.pdf

摘要
申请专利号：	CN200410054550.8	申请日：	2004.07.23
公开号：	CN1578381A	公开日：	2005.02.09
当前法律状态：	终止	有效性：	无权
法律详情：	未缴年费专利权终止IPC(主分类):H04N 1/405申请日:20040723授权公告日:20080227终止日期:20140723\|\|\|授权\|\|\|实质审查的生效\|\|\|公开
IPC分类号：	H04N1/405	主分类号：	H04N1/405
申请人：	精工爱普生株式会社
发明人：	黄锦成; A·K·布哈塔查亚
地址：	日本东京都
优先权：	2003.07.23 US 60/489324; 2003.11.07 US 10/703840
专利代理机构：	中国专利代理(香港)有限公司	代理人：	程天正;王忠忠
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内容摘要

一种自适应半色调方案被应用于复合文档，以便在保持边缘锐度的同时平滑再现。所述自适应半色调方案涉及将文档区域识别为平滑、边缘或者纹理。然后按如下处理每一个识别出的区域。在平滑区域与边缘区域相邻的任何地方以及在平滑区域与纹理区域相邻的任何地方，在所述平滑区域与所述其他区域接界的部分中创建过渡区域，并且将挂网半色调技术(SCN)和使用挂网半色调技术的误差扩散(EDSCN)的混合应用于所述过渡区域，将SCN应用于所述平滑区域的其余部分，在边缘区域的情况下将ED应用于所述其他区域，并且在纹理区域的情况下应用EDSCN或者SCN。

权利要求书

1.  一种用在复合文档的数字表示上的自适应半色调化方法，包括以下步骤：
识别所述数字表示中的区域，每一个被识别出的区域被分类为是第一区域或者是第二区域；以及
按如下处理每一个识别出的区域：
在第一区域与第二区域相邻的任何地方，在所述第一区域与所述第二区域接界的部分中创建过渡区域，并且将第一半色调技术和第三半色调技术的混合应用于所述过渡区域，将第一半色调技术应用于所述第一区域的其余部分，并将第二半色调技术应用于所述第二区域，以及
将第一半色调技术应用于每一个剩余的第一区域，并且将第二半色调技术应用于每一个剩余的第二区域。

2.  如权利要求1中所述的自适应半色调化方法，其中，
在所述区域识别步骤中，每一个被识别出的区域被分类为第一区域、第二区域或者第三区域；以及
所述处理每一个识别出的区域进一步包括：
在第一区域与第三区域相邻的任何地方，在所述第一区域与所述第三区域接界的部分中创建过渡区域，并且将第一半色调技术和第三半色调技术的混合应用于所述过渡区域，将第一半色调技术应用于所述第一区域的其余部分，并将第一或者第三半色调技术应用于所述第三区域，以及
将第一或者第三半色调技术应用于每一个剩余的第三区域。

3.  如权利要求1中所述的自适应半色调化方法，其中，所述第一区域是平滑区域，并且所述第二区域是边缘区域。

4.  如权利要求2中所述的自适应半色调化方法，其中，所述第一区域是平滑区域，所述第二区域是边缘区域，并且所述第三区域是纹理区域。

5.  如权利要求3中所述的自适应半色调化方法，其中，所述第一半色调技术是挂网，所述第二半色调技术是误差扩散，并且所述第三半色调技术是误差扩散和挂网的组合。

6.  如权利要求4中所述的自适应半色调化方法，其中，所述第一半色调技术是挂网，所述第二半色调技术是误差扩散，并且所述第三半色调技术是误差扩散和挂网的组合。

7.  如权利要求1中所述的自适应半色调化方法，其中，为每一个过渡区域中的每一像素确定混合系数，依照被确定的混合系数，将第一和第三半色调技术应用于所述像素。

8.  如权利要求7中所述的自适应半色调化方法，其中，对于每一过渡区域中的每一个像素，用于所述像素的所述混合系数是基于所述像素与相邻的第二区域中的最近的像素之间的距离确定的。

9.  如权利要求2中所述的自适应半色调化方法，其中，为每一个过渡区域中的每一像素确定混合系数，依照被确定的混合系数，将第一和第三半色调技术应用于所述像素。

10.  如权利要求9中所述的自适应半色调化方法，其中，对于每一过渡区域中的每一个像素，用于所述像素的所述混合系数是基于所述像素与相邻的第二或者第三区域中的最近的像素之间的距离确定的。

11.  如权利要求2中所述的自适应半色调化方法，其中，所述处理每一个识别区域进一步包括：在每一个第三区域中执行浅色调检测，并且将所述第一半色调技术应用于每一个被识别为浅色调的子区域，并将所述第三半色调技术应用于每一个被识别为非浅色调的子区域。

12.  一种用于对复合文档的数字表示执行自适应半色调化方案的设备，该设备包括：
区域识别模块，被配置为识别数字表示中的区域，每一个被识别出的区域被分类为第一区域或者第二区域；以及
被配置为按如下处理每一个识别出的区域的模块：
在第一区域与第二区域相邻的任何地方，在所述第一区域与所述第二区域接界的部分中创建过渡区域，并且将第一半色调技术和第三半色调技术的混合应用于所述过渡区域，将第一半色调技术应用于所述第一区域的其余部分，并将第二半色调技术应用于所述第二区域，以及
将第一半色调技术应用于每一个剩余的第一区域，并且将第二半色调技术应用于每一个剩余的第二区域。

13.  如权利要求12所述的设备，其中
每一个被识别出的区域被分类为第一区域、第二区域或者第三区域；以及
所述处理模块被配置为进一步按如下处理每一个识别出的区域：
在第一区域与第三区域相邻的任何地方，在所述第一区域与所述第三区域接界的部分中创建过渡区域，并且将第一半色调技术和第三半色调技术的混合应用于所述过渡区域，将第一半色调技术应用于所述第一区域的其余部分，并将第一或者第三半色调技术应用于所述第三区域，以及
将第一或者第三半色调技术应用于每一个剩余的第三区域。

14.  如权利要求12所述的设备，其中，所述设备包括计算机、打印机或者复印机。

15.  一种机器可读介质，具有用于指导机器对复合文档的数字表示执行一种自适应半色调化方法的指令程序，所述程序指令包括：
用于识别所述数字表示中的区域的指令，每一个被识别出的区域被分类为是第一区域或者是第二区域；以及
用于按下述处理每一个识别出的区域的指令：
在第一区域与第二区域相邻的任何地方，在所述第一区域与所述第二区域接界的部分中创建过渡区域，并且将第一半色调技术和第三半色调技术的混合应用于所述过渡区域，将第一半色调技术应用于所述第一区域的其余部分，并将第二半色调技术应用于所述第二区域，以及
将第一半色调技术应用于每一个剩余的第一区域，并且将第二半色调技术应用于每一个剩余的第二区域。

16.  如权利要求15所述的计算机可读介质，其中，
所述区域识别指令进一步包括用于将每一个被识别出的区域分类为第一区域、第二区域或者第三区域的指令；以及
所述识别区域处理指令进一步包括以下指令：
在第一区域与第三区域相邻的任何地方，在所述第一区域与所述所述第三区域接界的部分中创建过渡区域，以及将第一半色调技术和第三半色调技术的混合应用于所述过渡区域，将第一半色调技术应用于所述第一区域的其余部分，并且将第一或者第三半色调技术应用于所述第三区域，以及
将第一或者第三半色调技术应用于每一个剩余的第三区域。

17.  如权利要求15所述的计算机可读介质，其中，所述第一区域是平滑区域，并且所述第二区域是边缘区域。

18.  如权利要求16所述的计算机可读介质，其中，所述第一区域是平滑区域，所述第二区域是边缘区域，并且所述第三区域是纹理区域。

19.  如权利要求17所述的计算机可读介质，其中，所述第一半色调技术是挂网，所述第二半色调技术是误差扩散，并且所述第三半色调技术是误差扩散和挂网的组合。

20.  如权利要求18所述的计算机可读介质，其中，所述第一半色调技术是挂网，所述第二半色调技术是误差扩散，并且所述第三半色调技术是误差扩散和挂网的组合。

21.  如权利要求15所述的计算机可读介质，进一步包括用于为每一个过渡区域中的每一像素确定混合系数的指令，以及用于依照所确定的混合系数将第一和第三半色调技术应用于所述像素的指令。

22.  如权利要求21所述的计算机可读介质，其中，用于为每一个过渡区域中的每一像素确定混合系数的指令包括用于基于所述像素与相邻的第二区域中的最近的像素之间的距离确定混合系数的指令。

23.  如权利要求16所述的计算机可读介质，进一步包括用于为每一个过渡区域中的每一像素确定混合系数的指令，以及用于依照所确定的混合系数将第一和第三半色调技术应用于所述像素的指令。

24.  如权利要求23所述的计算机可读介质，其中，用于为每一个过渡区域中的每一像素确定混合系数的指令包括用于基于所述像素与相邻的第二或者第三区域中的最近的像素之间的距离确定混合系数的指令。

25.  如权利要求16所述的计算机可读介质，其中，用于处理每一个识别出的区域的指令进一步包括用于在每一个第三区域中执行浅色调检测的指令，以及用于将所述第一半色调技术应用于每一个被识别为浅色调的子区域、并将所述第三半色调技术应用于每一个被识别为非浅色调的子区域的指令。

说明书

使用X-标记保持图像平滑度和锐度的自适应半色调方案
                        技术领域
本发明涉及一种半色调方法/算法，在其中，不同的半色调技术被适应性地施加于数字文档的不同区域。本发明的方法/算法被设计成既维持图像平滑度又维持锐度两者，可以在诸如计算机之类的设备中具体实施，或者是作为在机器可读介质上具体实现的指令程序(例如，软件)来具体实施。
                          背景技术
本申请要求按照35 U.S.C.§119(e)的规定的、于2003年7月23日提交的美国临时申请第60/489,324号的权益。这一优先权申请在此引入以供参考。
存在许多不同类型的半色调方法，包括簇点有序抖动、散点有序抖动、随机挂网(screening)和误差扩散。每一种半色调方法均具有其自己的实力和弱点。在打印中使用的两种通用方法是簇点有序抖动和误差扩散。前一方法主要在激光打印机中使用，而后一方法主要在喷墨打印机中使用。
已经出现这样的问题：许多数字表示不仅仅支持一种半色调化。这种表示是包含平滑区域、边缘区域等等的混合模式。仅仅将簇-点挂网应用于这样一种文件可能会改善平滑区域的视觉外观，但是会倾向于使边缘模糊。仅仅采用误差扩散将实现相反的结果；边缘的锐度将得到保持，但是平滑区域将受到损害。因此，混合模式数字文档的不同区域要求不同的半色调处理。除此之外，还必须谨慎地考虑过渡。
                         发明内容
因此，本发明的目的之一是提供一种自适应半色调算法/方法，用于通过在保持边缘锐度的同时对其进行平滑，来增强复合文档的视觉外观。
本发明的进一步的目的是提供一种基于区域的半色调算法/方法，其涉及在有必要产生文件的高质量再现的地方选择性地创建过渡区域。
依照本发明的一个方面，提供了一种用于复合文档的数字表示的自适应半色调化方法。所述方法包括步骤：识别数字表示中的区域，每一个被识别出的区域被分类为是第一区域或者是第二区域；以及
按如下处理每一识别区域：在第一区域邻近于第二区域的任何地方，在所述第一区域与所述第二区域接界的一部分中创建过渡区域，并且将第一半色调技术和第三半色调技术的混合应用于所述过渡区域，将第一半色调技术应用于所述第一区域的其余部分，并将第二半色调技术应用于所述第二区域，并且将第一半色调技术应用于每一个剩余的第一区域，并将所述第二半色调技术应用于每一个剩余的第二区域。
在另一实施例中，区域识别步骤包括将每一个识别区域分类到三种区域中的一种中：第一区域、第二区域或者第三区域；并且每一个识别区域的处理进一步包括：在第一区域与第三区域相邻的任何地方，均在所述第一区域与所述第三区域接界的部分中创建过渡区域，并将第一半色调技术和第三半色调技术的混合应用于所述过渡区域，将所述第一半色调技术应用于所述第一区域的剩余部分，并且将第一或者第三半色调技术应用于所述第三区域，并且将第一或者第三半色调技术应用于每一个剩余的第三区域。
优选的是，所述第一区域是平滑区域，所述第二区域是边缘区域，并且在第二实施例中，所述第三区域优选的是是纹理区域。
在两个实施例中，优选的是所述第一半色调技术是挂网，所述第二半色调技术是误差扩散，并且所述第三半色调技术是误差扩散和挂网的组合。
优选的是，为每一个过渡区域中的每一像素确定混合系数，依照被确定的混合系数，将第一和第三半色调技术应用于所述像素。更优选的是，所述混合系数是基于所述像素与相邻的第二或者第三区域中的最近的像素之间的距离确定的。
优选的是，每一个识别区域的处理进一步包括：在每一个第三区域执行浅色调检测，并且将第一半色调技术应用于每一个被识别为浅色调的子区域，并将第三半色调技术应用于每一个被识别为非浅色调的子区域。
在另一方面中，本发明涉及一种用于对复合文档的数字表示执行自适应半色调化方案的设备。所述设备包括用于如上所述地识别数字表示中的区域的模块。另一模块被配置为如上所述地执行适当的处理。每一个模块可以以软件或者硬件实现。在后一情况中，任一此类模块可以包括一个或多个下列内容：基于指令的处理器(例如，中央处理单元(CPU))、专用集成电路(ASIC)、数字信号处理电路、或者是它们的组合)。视情况而定，多个模块可以以任意实现方式进行组合。
依照本发明的进一步的方面，上述方法或者它的任意步骤可以以指令程序(例如，软件)的方式来实现，所述指令程序可以被存储在或者被传送到用于执行地计算机或者其他处理器控制的装置。替换地，所述方法或者其任意步骤也可以是使用功能等效的硬件(例如，ASIC、数字信号处理电路系统、等等)或者软件与硬件的组合来实现的。
通过结合附图参考以下说明以及权利要求，本发明的其他目的、效果以及更完整的理解将变得更加直观，并得到理解。
                        附图说明
图1(a)、(b)和(c)图示出本发明的实施例中所采用的不同的半色调技术的斜坡(ramp)比较。
图2(a)-(d)图示出原始文本图像以及图1中所示的被施加于所述文本图像的不同半色调技术的比较。
图3是图示出依照本发明的实施例的半色调掩模选择和混合系数确定的方框图。
图4(a)示出原始的扫描图像，并且图4(b)示出在平滑区域中图示出噪声的所述扫描图像的标记结果。
图5(a)-(f)示出不同的点阵模式，通过将小区域替换为具有类似强度表示但是具有不同结构的区域，图示出视觉膺象。
图6(a)示出未修改的半色调化掩模，并且图6(b)示出修改后的掩模，其中根据本发明的实施例，在与误差扩散区域接界的平滑区域中创建过渡区域。
图7图示出具有根据本发明的实施例在与误差扩散区域接界的平滑区域部分中创建的过渡区域的平滑区域和误差扩散区域。
图8图示出根据本发明的实施例的对于纹理区域中的浅色调区域的确定。
图9是图示出依照本发明的实施例的自适应半色调化方法的流程图。
图10是可被用于实施本发明的算法/方法实施例的示例性的图像处理系统的方框图。
                具体实施方式
图1(a)、(b)和(c)提供了三种半色调化技术的斜坡(ramp)比较：簇点挂网(SCN)、误差扩散(ED)、和具有簇点挂网的误差扩散(EDSCN)。在ED中，使用了单个固定阈值，而在EDSCN中，使用了有序抖动阈值阵列或者挂网(screen)。比较图1(a)和(c)，能够看出使用EDSCN产生的斜坡与使用SCN产生的斜坡并没有显著不同。然而，如果使用了EDSCN，浅色调区域中出现某些波动图案。图2(a)示出浅色背景之上的文本，图2(b)-(d)示出了分别使用不同的半色调技术的文本图像的脉冲宽度调制的半色调表示：SCN、ED和EDSCN。可以从图中看出，SCN产生锯齿状的文本，而ED产生尖锐的文本。EDSCN产生了处于两者之间的折衷。
考虑到这些观察结果，发明人在此构造了一种自适应半色调算法，在该算法中，不同的半色调技术被自适应地施加于混合模式或者复合模式的数字表示(例如数字文档)的不同的区域，以便改善该文档的整体质量。基本算法一般来讲涉及将文档中的区域识别为平滑、边缘或者精细纹理。(精细纹理包括先前的半色调数据以及椒盐状类型噪声。)在平滑区域与边缘区域相邻的以及平滑区域与纹理区域相邻的任何地方，均在与这种相邻区域接界的平滑区域中创建过渡区域。为所述过渡区域的每一个均选择一个(i)簇点挂网半色调技术(SCN)和(ii)误差扩散与挂网半色调技术的组合(EDSCN)的混合。对于其余的这些平滑区域、以及对于其他不与边缘或者纹理区域接界的平滑区域，选择SCN。为边缘区域选择ED，并且为纹理区域选择EDSCN或者SCN。
能够使用适当的标记算法执行所述区域识别步骤，所述标记算法将复合文档中的每一像素标记为属于一个特定区域。然后，标记结果被用于如上所述地为所述像素选择半色调技术。所采用的实际的半色调技术服从下文中将说明的某些附加约束条件。优选的是，标记算法能够将每一像素标记为被使用的五个分类中的一种：精细边缘、粗糙边缘、半色调、恒定色调、或者其他。例如在2003年7月23日提交的、名称为“Method and Apparatus for Segmentation of CompoundDocuments(用于复合文档分段的方法和设备)”的悬而未决并且共同所有的申请系列号10/625,107中公开的X-标记算法可被用于如此标记像素。该申请的内容在此被引入，以供参考。
图3是图示出本发明的自适应半色调算法的细节的方框图。虚线块表示由一个或多个被配置为选择适当的半色调掩模(技术)和确定混合系数的模块组成的设备或者模块30。所述虚线块的输入是已经对其应用了适当的标记算法的彩色信号(例如，CMYK信号)。基于最初分配的标记X，为每一像素选择适当的半色调技术，如模块31所示。
为了避免产生由于在两个区域之间突然改变半色调技术而引起的视觉干扰，特别是当一个区域很小、并且被一个大得多的区域围绕的时候，除去小区域，如模块32中所示。用于该小区域的半色调技术被为所述较大的围绕区域所选择的半色调技术替代。小区域消除模块32的输出被输入给过渡创建模块33和混合系数确定模块34两者。在那里，在每一个平滑和边缘区域之间的边界以及在每一个平滑和纹理区域之间的边界处创建过渡区域，并且为每一个创建的过渡区域确定混合系数。
然后，依照修改的标记X’，使用适当的半色调技术将图像数据(例如，CMYK数据)半色调化，并且半色调化的数据在过渡区域中被混合(如模块35所示)，以产生半色调输出。将在下文中更详细地说明模块30中的每一部件。
半色调选择模块31基于每一像素的最初分配的标记，为该像素选择一种半色调技术。在上述引用的申请中描述的标记算法能够将一复合文档中的每一像素标记为五种类型中的一种。下面的表1中给出了那些类型中的每一种以及它的关联X字段定义。
表1

像素分类X字段定义精细边缘非半色调区域上检测到的边缘像素粗糙边缘半色调区域上检测到的边缘像素半色调检测到的非边缘半色调像素恒定色调非半色调区域上检测到的恒定色调像素其他所有剩余像素

表2使像素类型与对应的半色调技术相关。这种相关性是基于从Epson AcuLaser C4000打印机输出的打印观察结果，实验式地确定的。
表2用于不同X-标记的半色调技术精细边缘与粗糙边缘误差扩散(ED)半色调具有簇点挂网的误差扩散(EDSCN)恒定色调与其他具有簇点挂网(SCN)

应注意的是，上述引用申请的标记算法将边界文本像素标记为边缘—或者是精细或者是粗糙的。内部文本像素被标记为恒定色调或者其他，并且该内部区域是狭窄的。文本的色彩或者亮度通常是同质的和暗色的。为了产生统一的和尖锐的文本输出，用于被标记为恒定色调或其他的狭窄区域的半色调技术可以在这样的区域被边缘像素包围的情况下切换为ED。
采用小区域消除模块32，以避免导致在一个区域使用一种半色调技术而在被包围的较小区域中使用一种不同的半色调技术的噪声标记问题。图4(a)和(b)分别表示原始图像，以及具有标记和对应的半色调化结果的相同图像。可以从图4(a)中看出，描述布料的区域在视觉上是平滑的。因为该图像被半色调处理过，并且扫描仪采集其他噪声，所以在该区域中的标记是有噪声的，可以从图4(b)中看出。注意，图4(b)中的浅灰色指示粗糙边缘像素，而深灰色指示半色调像素。对不同的灰色区域应用这些不同的半色调技术将在平滑(即，深灰色)区域产生受到干扰的结果。图5(a)-(f)演示了这一问题。图5(a)、(b)、(d)和(e)是50％灰度的点阵表示。图5(c)是将图5(a)中的由矩形包围起来的区域替换为图5(b)中的对应的一个区域的结果。图5(c)中的点阵比图5(a)和(b)中的那些点阵更深。图5(f)是将图5(d)中的由矩形包围起来的区域替换为图5(e)中的对应的一个区域的结果。图5(f)中的点阵比图5(d)和(b)中的那些点阵更浅。能够根据图5得出的另一观察结果是人眼易于在平滑区域中的结构中检测出小的变化。
采用了过渡区域创建和混合系数确定模块33和34，以便在维持边缘区域中的锐度的同时保持平滑区域中的平滑度。在边缘区域中使用了ED，以便保持锐度。通常，边缘区域外部的区域是平滑的，在这样的区域中，SCN是优选的。由图5(c)和(f)中可以看出，平滑区域中的结构变化(即，由于半色调化，而在点阵中产生的变化)能够产生受到干扰的结果。如图1(a)和(c)中所示，如果在两种情况下使用了相同的抖动矩阵，则由SCN和EDSCN所得到的点阵是类似的。所得出的另一观察结果是接近边缘区域的从EDSCN到ED的过渡没有产生令人不快的膺象。因此，本发明在需要避免或者最小化由陡然过渡引起的膺象的地方创建过渡区域。实验表明，以下条件产生最佳的整体结果：如果平滑区域与边缘区域或者纹理区域相邻，则在它们之间创建过渡区域，在该过渡区域中使用了两种半色调技术的混合：SCN和EDSCN。如果边缘区域与纹理区域相邻，则不需要过渡。
图6(a)图示出用于半色调化的原始掩模，其中浅灰色表示平滑区域61，较深的颜色表示边缘区域62。图6(b)图示出过渡区域63的创建，它是在边缘区域62外部创建的。也就是说，过渡区域63优选的是从与边缘区域62接界的平滑区域61的一部分中创建，如图6(b)所示。由于过渡区域63是在平滑区域61上创建的，所以在过渡区域63中使用了SCN和EDSCN的混合。尽管图6(a)和(b)图示出在与边缘区域接界的平滑区域的一块区域中创建过渡区域，但是当平滑区域与纹理区域接界的时候，相同的考虑同样考虑。
能够依据半色调表示来描述这两种半色调技术的混合。在一个实施例中，按如下使用线性混合：
PW(x，y)＝(1-α)×PW₁(x，y)+α×PW₂(x，y)， (1)
其中α是混合系数，并且PW₁(x，y)和PW₂(x，y)是分别根据SCN和EDSCN半色调技术的半色调输出。图7是演示怎样确定混合系数α的示意图。在本范例中，区域1表示平滑区域71，并且区域2表示边缘区域72。用于确定α的一种方式如下：
α = W - d W ]]>
其中W是如图7中所示的过渡区域73的宽度，d是从所述像素(x，y)至边缘区域72中的最近的像素(x^*，y^*)的最短距离，即
d = ( x - x * ) 2 + ( y - y * ) 2 ]]>
关于半色调和混合模块35的更多细节如下。最初，为每一像素确定半色调方法X’，并且如果该像素是在过渡区域中，则计算混合系数α。X’具有指示区域和/或待应用的特定半色调技术的值，例如，平滑区域/SCN半色调技术，边缘区域/ED半色调技术，或者过渡区域/SCN和EDSCN半色调技术的混合。依照X’，为每一像素选择适当的半色调技术。如果该像素是在过渡区域中，则依照等式(1)的结果混合SCN和EDSCN。
EDSCN能够在平滑、浅色调区域中产生显著的波动图案，这是不受欢迎的。为了将这样一种膺象最小化，在选择EDSCN的区域、即纹理区域中执行浅色调检测。这种浅色调检测可以通过计算特定像素周围的每两个邻域的平均值、并作出某些比较来执行。图8中示出了这两个能够被使用的邻域的范例。左和右像素邻域81和82的平均值分别按如下计算：
μ l = Σ i = y - l y + l Σ j = x = L x - l f ( i , j ) ]]>
(2)
μ r = Σ i = y - l y + l Σ j = x + l x + L f ( i , j ) ]]>
其中L是块大小，并且L＝2×1+1。能够采用各种条件来确定从属像素是否位于浅色调区域中。在一个实施例中，如果μ_l和μ_r两个都小于阈值T，则f(x，y)是处于浅色调区域中。在另一实施例中，如果μ_l或者μ_r小于T，并且f(x，y)＜T，则f(x，y)是处于浅色调区域中。在一个优选实施例中，这两种条件可以被分离地采用，即如果一个或者另外一个是真，则f(x，y)处于浅色调区域中。对于每一个被检测为浅色调的区域，使用SCN代替EDSCN。这一方法减少了半色调图像中的点/线结构之间的间隙被分类为浅色调的可能性。这一浅色调检测方案是健壮的，因为它能够对扫描图像中的浅色调区域中的弱噪声不予考虑。如果期望的话，能够在整体半色调化算法/方法中更早地(诸如在区域确定的时候)执行浅色调检测。然而，对于每一彩色分量，均需要一个单独的X′。
现在将参考图9中的流程图说明整体自适应半色调化算法/方法。以例如通过扫描物理文档或者检索存储的数字文档等等的任何适当方式，获得将依照本发明进行处理的复合文档的数字表示。该算法/方法开始于步骤901，对数字表示中的每一像素进行标记。在步骤902中，基于所述标记结果，为每一像素选择初始的半色调技术。然后基于被选择的所述初始的半色调技术，表示中的区域被分类为平滑、边缘或者纹理(步骤903)。在这些识别出的区域内，识别出小得多的区域，在这些小得多的区域中，最初被选择的半色调技术不同于为较大区域最初选择的各半色调化技术(步骤904)。在平滑区域与边缘区域相邻以及平滑区域与纹理区域相邻的任何地方，在与相邻区域接界的平滑区域中的一部分中创建过渡区域(步骤905)。对于每一过渡区域，计算混合系数α，以便确定将应用于该过渡区域的SCN和EDSCN的适当的混合(步骤906)。在步骤907中，分析每一个纹理区域，来确定该区域或者它的任一部分是否是浅色调区域，并且如果是的话，将每一个这样的区域或者它的部分重新分类为浅色调区域。如果期望的话，可以更早地执行步骤907。接下来，如同下述，在步骤908中执行自适应半色调化：
对于每一个过渡区域，依照计算的α应用SCN和EDSCN的混合；
对于每一个在其中创建了一个过渡区域的平滑区域的其余部分，以及对于所有其他平滑的区域，应用SCN；
对于每一个边缘区域，应用ED；
对于每一个非浅色调纹理区域，应用EDSCN；并且
对于每一个浅色调纹理区域，应用SCN。
如上所述，通过可以在图10中图示出的类型的图像处理系统100上运行的软件的形式，可以方便地实施本发明的所述自适应半色调方案。下面，在具有包括打印机在内的外围设备的计算机的上下文中说明所述图像处理系统。这不过是可以在其中结合本发明的算法的图像处理系统的一个范例。本算法也可以以其他适当结构的形式来具体实现。例如，本发明的算法可以直接在打印机中具体实现。该算法还可以在包括或者能够访问处理部件的复印机中具体实现。
图10中图示出的图像处理系统包括中央处理单元(CPU)101，其提供计算资源并且控制该系统。CPU 101可以使用微处理器等等来实现，并且还可以包括用于数学计算的浮点协处理器。CPU 101优选的是还被配置为处理图像/图形、视频以及音频数据。为此目的，CPU 101可以包括一个或多个专门为解决这样的处理设计的其他芯片。系统100进一步包括系统存储器102，其可以采用随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)的形式。
这样一种系统100通常包括多个控制器和外围设备，如图10中所示。在图示出的实施例中，输入控制器103表示到一个或多个输入装置104(诸如键盘、鼠标或者指示笔)的接口。还有控制器105，其与扫描仪106或用于数字化文档的等效装置通信。存储控制器107与一个或多个存储设备108接口，每个存储设备108均包括诸如磁带或者盘的存储介质，或者可被用于记录用于操作系统、公用程序和应用程序的指令程序的光学介质，所述指令程序可以包括实施本发明的各方面的程序的实施例。存储设备108还可以被用于存储将被依照本发明进行处理/操作的数据。显示控制器109提供与显示装置111的接口，所述显示装置111可以是任一已知的类型。
依照本发明，还提供了打印机控制器112，用于与打印机113通信，所述打印机113优选的是激光打印机。本发明的处理可以在打印机控制器112、例如打印机驱动程序中具体实现。
通信控制器114与通信设备115接口，所述通信设备115允许系统100经由包括因特网、局域网(LAN)、广域网(WAN)在内的各种网络中的任何网络，或者经由包括红外信号在内的任何适当的电磁载体信号，连接到远程设备。
在该图示出的系统中，所有主系统部件连接到总线116，总线116可以表示一条以上的物理总线。
根据本发明的该特定应用，各系统部件可以或者可以不必彼此物理邻近。例如，输入数据(例如，被用于创建多级挂网的数据和/或待嵌入的数据)和/或输出数据(例如，多级挂网和/或包含嵌入数据的图像数据)可以被从一个物理位置远程传输到另一物理位置。此外，可以经由网络，从远程位置(例如，服务器)访问实施挂网设计或者数据嵌入处理的各方面的程序。可以经由包括磁带或者盘或者光盘在内的各种机器可读介质中的任意介质、网络信号或者包括红外信号在内的任何适当的电磁载波信号，传送这样的数据和/或程序。
尽管本发明可以方便地使用软件来实施，但是也可允许硬件实现方式或者组合的硬件/软件实现方式。例如可以使用ASIC、数字信号处理电路等等实现硬件实现方式。同样地，权利要求的语言“机器可读介质”不仅包括软件携带介质，而且也包括具有在其上硬布线的用于执行所需处理的指令的硬件，以及硬件和软件的组合。类似地，权利要求的语言“指令程序”包括在硬件上嵌入的软件以及指令。此外，权利要求书中所使用的“装置”语言覆盖任何被适当地配置的处理设备，诸如基于指令的处理器(例如，CPU)、ASIC、数字信号处理电路系统、或者它们的组合。
考虑到这些替换的实施方式，应理解的是，附图以及所伴同的说明提供了本领域中的普通技术人员编写程序代码(即，软件)或者制造用于执行所需处理的电路(即，硬件)可能需要的功能信息。
正如上述说明书所描述的，本发明提供了一种自适应半色调方案，该方案根据它们与什么类型的区域接界，而以不同方式处理平滑区域的向外部分。通过这样做，本发明在保持边缘锐度的同时平滑图像。
尽管已经结合几个具体实施例描述了本发明，但是考虑到上述说明书，许多进一步的替代方案、修改方案、变型和应用对于本领域中的技术人员来讲是显而易见的。因此，此处所述的本发明意图是涵盖可能属于所附权利要求的精神和范围之内的所有这样的替代方案、修改方案、变型和应用。