專利名稱：圖像的顫動調(diào)諧與反向顫動調(diào)諧的裝置與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種圖像數(shù)據(jù)的顫動調(diào)諧處理與反向顫動調(diào)諧處理的裝置與方法，特別是關(guān)于利用一圖像像素的地址和灰度值數(shù)據(jù)從一顫動值陣列找出一顫動參考值，再利用該顫動參考值來對像素?cái)?shù)據(jù)做顫動調(diào)諧或反向顫動調(diào)諧的裝置與方法。
顫動調(diào)諧(Dithering)是當(dāng)屏幕無法示出了圖像所需的顏色時(shí)，通過顫動調(diào)諧處理，選取一相近似的顏色來取代該無法被示出了出來的顏色。亦即，將較高位數(shù)的像素?cái)?shù)據(jù)(N位)轉(zhuǎn)換成較低位數(shù)的像素?cái)?shù)據(jù)(M位)。


圖1所示是已知顫動調(diào)諧處理過程的方塊圖。圖中的顫動值產(chǎn)生器(dither-value-generator)根據(jù)所對應(yīng)像素?cái)?shù)據(jù)的地址產(chǎn)生一顫動參考值，而顫動調(diào)諧模塊即根據(jù)此顫動參考值對像素?cái)?shù)據(jù)原始值(N位)進(jìn)行顫動調(diào)諧處理，以產(chǎn)生較低位數(shù)的像素?cái)?shù)據(jù)顫動調(diào)諧值(M位)。
圖2所示是已知反向顫動調(diào)諧處理過程的方塊圖。圖中的顫動值產(chǎn)生器根據(jù)所對應(yīng)像素?cái)?shù)據(jù)的地址產(chǎn)生一顫動參考值，而反向顫動調(diào)諧模塊即根據(jù)此顫動參考值對像素?cái)?shù)據(jù)顫動調(diào)諧值(M位)進(jìn)行反向顫動調(diào)諧處理，產(chǎn)生較高位數(shù)的像素?cái)?shù)據(jù)(N位)。
但是，一般的顫動值產(chǎn)生器是從一顫動陣列根據(jù)像素地址選擇一顫動參考值。即一灰度值為I的像素對應(yīng)于屏幕上的位置為(x，y)，該像素的顫動參考值對應(yīng)于顫動陣列的行數(shù)與列數(shù)的計(jì)算如下i＝(x modulo n)j＝(y modulo n)因此，顫動參考值即可根據(jù)i，j的值從顫動陣列中選取。之后，比較該像素的灰度值與該顫動參考值，即可根據(jù)下式計(jì)算出I′值后，取I′的最高M(jìn)位，即為顫動調(diào)諧后的較低位的圖像數(shù)據(jù)。
I′＝I-(I modulo 2N-M) if I＜Dn(i，j)I′＝I-(I modulo 2N-M)+2N-Mif I≥Dn(i，j)
由于使用顫動陣列進(jìn)行了多次顫動處理的圖像常會產(chǎn)生已定色調(diào)效應(yīng)，即使采用較大的顫動陣列，也只能緩和此已定色調(diào)效應(yīng)，而不能完全解決。再者，若一圖像被反覆的顫動調(diào)諧與反向顫動調(diào)諧數(shù)次后，由于已知技術(shù)中的反向顫動調(diào)諧技術(shù)是將像素顏色灰度值中的最低有效位(LSB，Least Significant Bits)省略廢棄不用，當(dāng)要還原圖像時(shí)，只能利用隨機(jī)值來做還原處理，故多次顫動調(diào)諧的結(jié)果，會產(chǎn)生明顯的顏色偏移效應(yīng)(color deviation effect)現(xiàn)象。
鑒于上述的缺點(diǎn)，本發(fā)明的主要目的，是提供一種顫動調(diào)諧處理的裝置，使得圖像在執(zhí)行了多次顫動調(diào)諧和反向顫動調(diào)諧后，不會造成顏色偏移效應(yīng)(color deviation effect)，且可降低電腦繪圖和圖像處理中的已定色調(diào)效應(yīng)(fixed pattern effect)的發(fā)生機(jī)率。
為實(shí)現(xiàn)此目的，本發(fā)明提供一種圖像的顫動調(diào)諧與反向的顫動調(diào)諧的方法與裝置，其是同時(shí)利用圖像中像素的地址與灰度值數(shù)據(jù)從顫動陣列中選取一顫動參考值，做為顫動調(diào)諧轉(zhuǎn)換處理的依據(jù)。
本發(fā)明的顫動調(diào)諧處理裝置即利用此顫動參考值將像素的灰度值數(shù)據(jù)顫動調(diào)諧，轉(zhuǎn)換成較低位的像素灰度值數(shù)據(jù)。而本發(fā)明的反向顫動調(diào)諧處理裝置則是將顫動調(diào)諧過的較低位數(shù)的圖像像素，根據(jù)其地址與灰度值數(shù)據(jù)所產(chǎn)生的顫動參考值，將該像素還原回較高位數(shù)的像素?cái)?shù)據(jù)。
圖1所示是已知技術(shù)的顫動調(diào)諧處理流程圖；圖2所示是已知技術(shù)的反向顫動調(diào)諧處理流程圖；圖3所示是本發(fā)明的顫動調(diào)諧處理流程圖；圖4所示是本發(fā)明的顫動值產(chǎn)生器的流程圖；圖5所示是本發(fā)明的顫動調(diào)諧模塊的流程圖；圖6所示是本發(fā)明的反向顫動調(diào)諧處理流程圖；圖7所示是本發(fā)明的反向顫動調(diào)諧模塊的流程圖。
參照附圖，現(xiàn)就本發(fā)明的幾個(gè)較佳實(shí)施例做詳細(xì)說明。
圖3示出了本發(fā)明顫動調(diào)諧處理裝置的方塊圖。如該圖所示，本發(fā)明顫動調(diào)諧處理裝置包含一顫動值產(chǎn)生器10以及一顫動調(diào)諧模塊20。顫動值產(chǎn)生器10除了接收像素地址外，還同時(shí)接收像素的灰度值。顫動值產(chǎn)生器10即根據(jù)像素地址與像素灰度值從一顫動陣列中選取一顫動參考值。顫動調(diào)諧模塊20即根據(jù)顫動參考值將N位的像素?cái)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成M位的像素?cái)?shù)據(jù)。
圖4示出了顫動值產(chǎn)生器10的內(nèi)部方塊圖。該顫動值產(chǎn)生器10具有陣列索引產(chǎn)生單元11、一選取單元12以及一顫動陣列13。陣列索引產(chǎn)生單元11接收像素地址與像素?cái)?shù)據(jù)后，輸出一組陣列索引(i，j)。選取單元12接收到陣列索引(i，j)后，即從顫動陣列13選取對應(yīng)的顫動參考值輸出。顫動陣列13為一個(gè)n×n的矩陣，例如D4=1571353111912414608210]]>圖像的像素地址包括x和y的坐標(biāo)，并以坐標(biāo)(x，y)表示。本發(fā)明的實(shí)施例是將該像素地址連同該像素?cái)?shù)據(jù)一起輸入本顫動值產(chǎn)生器中的陣列索引產(chǎn)生單元中，通過下列運(yùn)算求得一陣列索引(i，j)i＝(x+C)modulo nj＝(y+C)modulo n其中，C是為被顫動調(diào)諧處理的像素的紅、綠、或藍(lán)色灰度值，n為顫動陣列的陣列大小，而modulo為取余數(shù)的函數(shù)。注意此處的C值可被選為各顏色的部分位。根據(jù)所求得的陣列索引信號(i，j)經(jīng)由選取單元12，即可從預(yù)設(shè)的n×n顫動陣列13中選取一相對應(yīng)的顫動參考值。若所產(chǎn)生的陣列索引信號(i，j)為(2，1)，則由上述陣列D4可得一顫動參考值7。
圖5所示為顫動調(diào)諧模塊20的方塊圖。該顫動調(diào)諧模塊至少包含一截除單元21、一比較單元22、一加法器24、和一箝位輸出單元25。
該截除單元21接受N位像素?cái)?shù)據(jù)并將該數(shù)據(jù)截除(N-M)個(gè)最低有效位(LSB，Least Significant Bits)后，輸出一M位的數(shù)據(jù)。比較單元22則根據(jù)顫動值產(chǎn)生器10所傳入的顫動參考值與N位像素?cái)?shù)據(jù)的N-M個(gè)最低有效位數(shù)據(jù)做比較，其結(jié)果輸出至一多路復(fù)用器23。該多路復(fù)用器23根據(jù)比較單元22的結(jié)果輸出“0”或“1”至加法器24。加法器24則將多路復(fù)用器23的輸出值與截除單元21輸出的M位數(shù)據(jù)相加，并輸出相加值與一溢位信號。其后，箝位輸出單元25便根據(jù)此溢位信號來決定是否對相加值做箝位處理。即若溢位信號為1，則輸出M位均為1的數(shù)據(jù)作為M位的灰度顫動調(diào)諧值；若溢位信號為0，則輸出相加值作為M位的灰度顫動調(diào)諧值。
圖6與圖7示出了本發(fā)明反向顫動調(diào)諧裝置的方塊圖，反向顫動調(diào)諧裝置是將顫動調(diào)諧過且為較低位數(shù)的圖像像素?cái)?shù)據(jù)調(diào)諧回較高位數(shù)的像素?cái)?shù)據(jù)。如圖6所示，反向顫動調(diào)諧裝置包含一顫動值產(chǎn)生器30以及一反向顫動調(diào)諧模塊40。顫動值產(chǎn)生器30亦同時(shí)根據(jù)像素地址與像素?cái)?shù)據(jù)從顫動陣列中選取顫動參考值。由于該顫動值產(chǎn)生器30與上述顫動調(diào)諧裝置的顫動值產(chǎn)生器10相類似，不再重復(fù)說明。而反向顫動調(diào)諧模塊40是根據(jù)顫動參考值將顫動調(diào)諧過且為較低位數(shù)的M位圖像像素?cái)?shù)據(jù)調(diào)諧回較高位數(shù)的N位像素?cái)?shù)據(jù)。
如圖7所示，反向顫動調(diào)諧模塊40包含增補(bǔ)單元41、減法單元42、以及箝位輸出單元43。首先增補(bǔ)單元41將N-M位的顫動參考值增補(bǔ)于顫動調(diào)諧過的M位的像素?cái)?shù)據(jù)的較低位側(cè)，形成N位數(shù)據(jù)。其次，減法器42將N位數(shù)據(jù)減去一常數(shù)值α，并輸出差值與一溢位信號，而常數(shù)值α最好為2(N-M)/2。最后，箝位輸出單元43即根據(jù)該溢位信號將差值進(jìn)行箝位處理，并輸出還原回為N位的像素?cái)?shù)據(jù)。當(dāng)箝位輸出單元43檢測到溢位信號時(shí)，則輸出數(shù)據(jù)為0的N位數(shù)據(jù)作為N位的像素?cái)?shù)據(jù)；反之，若沒有檢測到溢位信號時(shí)，則輸出差值作為N位的像素?cái)?shù)據(jù)。
權(quán)利要求
1.一種顫動調(diào)諧處理裝置，用以將一圖像中的一N位像素?cái)?shù)據(jù)，顫動調(diào)諧轉(zhuǎn)換成一M位像素?cái)?shù)據(jù)，該裝置包含一顫動值產(chǎn)生器，用于根據(jù)所述N位像素地址與該像素?cái)?shù)據(jù)輸出一顫動參考值；一顫動調(diào)諧模塊，用于根據(jù)所述顫動參考值和所述N位像素?cái)?shù)據(jù)，產(chǎn)生所述M位像素?cái)?shù)據(jù)；其中，N＞M。
2.如權(quán)利要求1的顫動調(diào)諧處理裝置，其中所述顫動值產(chǎn)生器包含一顫動陣列，為一n×n的矩陣，n為矩陣大小；一陣列索引產(chǎn)生單元，用于接收所述N位像素地址(x，y)與該像素?cái)?shù)據(jù)C，并產(chǎn)生一陣列索引(i，j)，其中i＝(x+C)modulo n，j＝(y+C)modulo n；以及一顫動陣列選取單元，用于根據(jù)所述陣列索引(i，j)，從所述n×n顫動陣列中選取一數(shù)據(jù)作為所述顫動參考值。
3.如權(quán)利要求1的顫動調(diào)諧處理裝置，其中所述的顫動調(diào)諧模塊包含一截除單元，用于接受所述N位像素?cái)?shù)據(jù)，并截除(N-M)個(gè)最低有效位后輸出一M位數(shù)據(jù)；一比較單元，用于根據(jù)所述N位像素?cái)?shù)據(jù)中的(N-M)個(gè)最低有效位和所述顫動參考值做比較，并輸出“1”或“0”的比較信號；一加法單元，用于將所述M位數(shù)據(jù)與所述比較信號相加，輸出一相加值與一溢位信號；以及一箝位輸出單元，用于根據(jù)所述溢位信號對所述相加值進(jìn)行箝位處理，并輸出所述M位像素?cái)?shù)據(jù)。
4.一種反向顫動調(diào)諧處理裝置，用以將顫動調(diào)諧過的一M位像素?cái)?shù)據(jù)，反向顫動調(diào)諧還原為N位像素?cái)?shù)據(jù)，該裝置包含一顫動值產(chǎn)生器，用于根據(jù)所述M位像素?cái)?shù)據(jù)地址與該像素的灰度值，產(chǎn)生一反向顫動參考值；一反向顫動調(diào)諧模塊，用于根據(jù)所述的反向顫動參考值和M位像素?cái)?shù)據(jù)，將該M位像素?cái)?shù)據(jù)還原為所述N位像素?cái)?shù)據(jù)；其中，N＞M。
5.如權(quán)利要求4的反向顫動調(diào)諧處理裝置，其中所述顫動值產(chǎn)生器包含一顫動陣列，為一n×n的矩陣，n為矩陣大小；一陣列索引產(chǎn)生單元，用于接收所述M位像素地址(x，y)與該像素?cái)?shù)據(jù)C，并產(chǎn)生一陣列索引(i，j)，其中i＝(x+C)modulo n，j＝(y+C)modulo n；以及一顫動陣列選取單元，用于根據(jù)所述陣列索引(i，j)，從所述n×n顫動陣列中選取一數(shù)據(jù)作為所述顫動參考值。
6.如權(quán)利要求5的反向顫動調(diào)諧處理裝置，其中所述反向顫動調(diào)諧模塊包含一增補(bǔ)單元，用于將所述反向顫動參考值增補(bǔ)于所述M位像素?cái)?shù)據(jù)的低位側(cè)，形成N位數(shù)據(jù)；一減法單元，用于將所述N位數(shù)據(jù)減去一常數(shù)值α，并輸出一差值與一溢位信號；以及一箝位輸出單元，用于根據(jù)所述溢位信號對所述差值進(jìn)行箝位處理，并輸出所述N位像素?cái)?shù)據(jù)。
7.如權(quán)利要求6的反向顫動調(diào)諧處理裝置，其中所述常數(shù)值α為2(N-M)/2。
全文摘要
一種顫動調(diào)諧處理與反向顫動調(diào)諧處理的裝置與方法。該顫動調(diào)諧處理裝置是利用圖像中一像素地址與灰度值數(shù)據(jù)從一顫動值陣列找出一顫動參考值,并利用該顫動參考值將像素?cái)?shù)據(jù)原始值(N位)顫動調(diào)諧成一較低位數(shù)的像素?cái)?shù)據(jù)(M位)。而反向顫動調(diào)諧處理裝置則是將顫動調(diào)諧過的具有較低位數(shù)的像素?cái)?shù)據(jù)(M位)利用該像素的地址與灰度值數(shù)據(jù)從一顫動值陣列找出一顫動參考值,并利用該顫動參考值反向顫動調(diào)諧,使具有較低位數(shù)的像素?cái)?shù)據(jù)還原成具有較高位數(shù)的像素?cái)?shù)據(jù)(N位)。
文檔編號G06T5/00GK1377177SQ0111200
公開日2002年10月30日 申請日期2001年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月26日
發(fā)明者呂忠晏, 李潤容 申請人:矽統(tǒng)科技股份有限公司