[发明专利]半色调图像转换方法、打印方法及产生半色调屏蔽的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半色调(Half Tone)图像转换技术，尤其涉及使用离散小波转换(Discrete Wavelet Transform)算法来产生半色调屏蔽的方法。

背景技术

半色调转换是一种利用人眼视觉错觉来增加灰阶变化度的方法。这样的技术已经广泛应用在图像处理的领域中，包括印刷、打印和一些显示(display)技术中。由于原始图像所包含的灰阶变化，往往比印刷器材所能提供的色彩变化还要高。因此，通过半色调转换，可以使打印结果在视觉上还原或仿真出真实的灰阶变化效果。举例来说，打印机可能只包含黑色墨水，但是经过半色调转换，却可以仿真出灰阶的效果。一般来说，半色调转换可将一原始像素转换为多个细小的色点。而转换方法基本上分为两种，一种是改变色点的大小，一种是改变色点的数量。不同的灰阶，可能是以不同数量的色点来仿真人眼的视觉。至于这些细小色点的分布方式，通常是由一预先设计好的半色调屏蔽如蓝色干扰屏蔽(Blue NoiseMask)、空白和群集(脱墨和聚集，Void & Cluster)，也可以在使用时实时产生，如误差扩散(Error Diffusion)法。

图1为已知的打印装置100，其中的组件基本上可以归类为处理器110，打印模块130和只读存储器120。该只读存储器120中存放一预先设计好的半色调屏蔽#Mask。当将一原始图像#Img输入该打印装置100时，该处理器110使用该半色调屏蔽#Mask将该原始图像#Img转换为一半色调图像#Half，而后该打印模块130执行实体打印的操作将该半色调图像#Half输出为一打印结果#Print。实际上半色调屏蔽的应用相当广泛，不限定于本打印装置100。更详细的介绍不在此说明。在本例子中，由于打印结果#Print中呈现出来的灰阶效果是由多个细小色点均匀分布来模拟的，因此如何使半色调屏蔽#Mask提供良好的均匀度是一个很重要的课题。

发明内容

本发明提供了一种半色调屏蔽(Dithering Mask)产生方法，以及应用该半色调屏蔽的图像转换方法及打印方法。在本发明中揭露了利用离散小波转换法产生一半色调屏蔽的实施例。利用该半色调屏蔽，可将该输入图像转换为包含多个半色调像素的半色调图像，而该半色调图像用以打印输出。

根据本发明的一个方面，提供了一种用以打印输入图像的打印方法，包括：产生一半色调屏蔽；根据该半色调屏蔽将该输入图像转换为一半色调图像，该半色调图像包含多个半色调像素；以及将该半色调图像打印输出；其中该半色调屏蔽为具有N个元素的矩阵，而产生该半色调屏蔽的步骤包括：定义一具有N个元素的初始矩阵；在该初始矩阵上随机选取一元素给定一第一值，以产生第一矩阵；以及根据该第一矩阵递归地产生第二到第N矩阵，包括：挑选第I矩阵上能量最小的元素；以及给予该元素一第I+1值，以产生一第I+1矩阵；其中该I值依序为2到N-1。

该半色调屏蔽为具有N个元素的矩阵。而在产生该半色调屏蔽时，首先定义一初始矩阵，该初始矩阵具有N个元素，皆为零值。接着在该初始矩阵上随机选取一元素给定一第一值，以产生第一矩阵。最后根据该第一矩阵递归地产生第二到第N矩阵。更具体地说，在递归产生的过程中，首先使用离散小波转换法挑选第I矩阵上能量最小的一元素，接着给予该元素一第I+1值，以产生一第I+1矩阵。在此，该I值依序为2到N-1。

上述过程所产生的该第N矩阵即为该色调屏蔽，包含具有均匀分布的第1值到第N值的元素。而在另一实施例中，该第N矩阵中的所有元素值进一步地被量化(quantization)后，才成为该半色调屏蔽。

本发明使用离散小波转换法计算第I矩阵上能量最小的一元素以产生第I+1矩阵。首先，对该第I矩阵进行平均运算以产生一能量矩阵，用以代表该第I矩阵中每一元素的能量值。接着使用离散小波转换法将该能量矩阵进行降阶，就已知技术来说，降阶结果基本上会包含低低频矩阵、低高频矩阵、高低频矩阵和高高频矩阵。本发明可递归地使用离散小波转换法将能量矩阵连降M阶，而M为一默认值(此即Pyramid DWT转换)。本发明在每一级降阶矩阵中依序寻找最低能量点。在找出某一级降阶矩阵的最低能量点后，可回溯导出上一级降阶矩阵的最低能量区。依序进行之后，即可导出能量矩阵的最低能量点，亦即能量值最低的一元素的位置。最后，在该第I矩阵中，给予该位置元素I+1值，即产生该第I+1矩阵。