數字圖象銳化系統的製作方法
2023-06-01 07:48:46
專利名稱：數字圖象銳化系統的製作方法
相關申請的交叉引用本申請要求2000年9月20日提交的，名為「System And MethodFor Sharpening Images」的美國臨時專利申請60/234,270、2000年12月29日提交的，名為「System And Method For Determining OptimalSharpening Radius」的美國臨時專利申請60/259,017以及2000年12月29日提交的，名為「System And Method For OptimizingSharpening Of Digital Images」的美國臨時專利申請60/258,763的優先權，公開的每一個申請的內容在此全部合併作為參考。
問題在於為了真正使圖象更銳利，必須增加由於不足的光學解析度或由於由配置低或散焦鏡頭引起的模糊丟失的細節。這對任何一個計算機來說都是不可能的。
因此，結合該公開本領域的技術人員將了解到用來銳化圖象的最流行的方法，模糊掩碼過濾(unsharp mask filter)不能真正使圖象更銳利。通過使最小部分看起來有更「強反差」或看起來具有更直觀的清晰度，模糊掩碼過濾方法簡單地使圖象看起來更銳利。實際上，它是通過檢測圖象中所有邊緣並使那個邊緣的暗邊更暗以及那個邊緣的亮邊更亮，以便沿圖象中的大多數邊緣創建一些具有暈寬的暗或光暈來完成。模糊掩碼過濾通過指定的銳化閥值來定位不同於周圍象素的象素，以及通過指定的銳化強度來增加象素的對比度，象素的對比度通常是用百分比表示的。也可能指定與每個象素比較的區域的銳化半徑，實際上在圖象的最終外觀上這是一個關鍵的因素，因為它確定暈寬(halo width)。
由於模糊掩碼過濾產生銳化的光幻視(而不是增加細節)，在多數情況下，當應用到實際上已經具有足夠的清晰度的圖象時，它也的確做的不錯。
模糊掩碼過濾用下述方式操作，正如參考本公開的內容本領域的技術人員將了解的，在典型的用戶情況下，將特別是通過提供模糊掩碼過濾的圖象處理程序來執行，如商標PHOTOSHOP下出售的圖象處理程序。
用戶通過經對話框與圖象處理程序通信、通常通過輸入想要的銳化半徑、銳化強度以及銳化閥值，同時在屏幕上觀看圖象如何改變的預覽來應用模糊掩碼過濾。通過該特定的過程，僅相對於圖象的屏幕上的特徵，而不是相對於列印處理後呈現的圖象來銳化圖象。那就是說，由印表機而定，很可能將圖象列印成過銳化或銳化不夠。更高級的用戶試圖將他們的列印處理的經驗帶入該過程，但同樣地理解到過分或不足的銳化的風險仍然存在。另外，通過手動輸入這些值，無法獲得一致的結果，並且所有圖象將看起來有所不同，因為它們正被不一致地銳化。這對列印的可視外觀來說是缺陷，特別是如果幾個圖象列印在相同頁上的話。
當使用模糊掩碼方法銳化圖象時，目標圖象發生顏色變化，這也是一個公知的問題。當應用於圖象時，模糊掩碼過濾不提供用於處理顏色的方法。除此之外，對於模糊掩碼還存在許多問題，如可能出現圖形失真，即，一些象素結構可能變得更明顯並導致不希望的結構(aliasing Moirée)。同樣，如果基於CMYK、RGB或Lab圖象模式實現模糊掩碼算法，在暈圈將具有不自然的飽和。簡單地說，RGB的銳化導致顏色失真(color irritation)，而CMYK和Lab中的銳化通常導致不飽和、弱暈圈，將消極地影響圖象的整個外觀。第三個問題在於當前在某種程度上沒有辦法降低噪音，圖象看起來仍然是自然的-當前現有的降低噪音的算法總是使圖象看起來不自然。另一問題在於存在很容易過銳化的圖象中的某些區域，特別是樹葉(foliage)，簡單地說是因為它們包含更多的結構，因此將導致比其他區域更多的暈圈。
用於計算用在模糊掩碼過濾中的參數的現有方法已經集中在將銳化強度作為關鍵參數。Tretter的美國專利5,867,606「Apparatusand Method for Determining the Appropriate Amount of Sharpeningfor an Image」公開了確定銳化強度參數的銳化參數選擇系統。美國專利4,591,923「Method and Apparatus for Intensifying Sharpness ofPicture Images」公開了用於確定銳度強化的程度的方法。然而，這些方法沒有認識到在利用模糊掩碼過濾中最重要的參數實際上是銳化半徑。
因此模糊掩碼方法具有這些主要的問題存在三個顯然獨立的變量，如銳化強度、銳化閥值以及銳化半徑，可視試驗和錯誤預覽的特定方法、在應用模糊掩碼過濾中假定銳化強度是關鍵參數，未認識到對指定圖象來說存在導致優化結果的優選銳化半徑，依賴於根據印表機類型、印表機解析度、圖象象素大小以及圖象列印大小的第一近似以及根據觀看距離以及圖象細節的第二近似，缺乏用於校正在應用模糊掩碼過濾期間發生的顏色變化的色調保護技術、在銳化圖象中存在圖象失真和不自然飽和狀態，細節區過銳化以及缺少噪音降低。需要一種用於使用基於印表機類型、印表機解析度、圖象象素大小以及圖象列印大小，最好也基於觀看距離和圖象細節的最小參數，確定用於指定圖象的模糊掩碼過濾的優選銳化半徑的系統和方法，同時提供一種用於校正銳化期間發生的顏色變化的方法，同時校正銳化圖象中的圖象失真和不自然飽和，防止細節區過銳化，以及有效地降低噪音。
本發明通過提供一種用於銳化具有一個或多個圖象參數的數字圖象、用一個或多個列印參數來列印，以及以一個或多個觀看參數觀看的系統來滿足這種需要，該系統包括第一數據存儲裝置，用於存儲將一個或多個銳化半徑與一個或多個列印參數關聯的半徑信息、接收組件，接收用於列印數字圖象的一個或多個列印參數、確定組件，由半徑信息和接收的一個或多個列印參數確定用於數字圖象的圖象銳化半徑、銳化組件，用於使用圖象銳化半徑，實現銳化算法來產生銳化數字圖象，以及第二數據存儲裝置，用於存儲銳化的數字圖象。
在優選實施例中，提供用於銳化具有一個或多個圖象參數的數字圖象、用於通過一個或多個列印參數列印，以及用於以一個或多個觀看參數觀看的系統，包括第一數據存儲裝置，用於存儲在相關過程中與一個或多個列印參數關聯的銳化半徑信息、接收組件，接收用於列印數字圖象的一個或多個列印參數、確定組件，由銳化半徑信息和接收的一個或多個列印參數確定用於數字圖象的圖象銳化半徑、銳化組件，用於使用圖象銳化半徑，實現銳化算法來產生銳化的數字圖象，以及第二數據存儲裝置，用於存儲銳化的數字圖象。
提供一種用於銳化具有一個或多個圖象參數的數字圖象、用於通過一個或多個列印參數列印、以及用於以一個或多個觀看參數觀看的方法，包括步驟制訂在相關過程中與一個或多個列印參數關聯的銳化半徑信息、創建用於存儲銳化半徑信息的第一數據存儲裝置、接收用於列印數字圖象的一個或多個列印參數、由銳化半徑信息和接收的一個或多個列印參數，確定圖象銳化半徑、在銳化算法中使用圖象銳化半徑來銳化數字圖象以便產生銳化的數字圖象，以及在第二數據存儲裝置中存儲銳化的數字圖象。
在另一實施例中，提供一種用於銳化具有一個或多個圖象參數的數字圖象、用於通過一個或多個列印參數列印、以及用於以一個或多個觀看參數觀看的方法，包括步驟接收用於列印數字圖象的一個或多個列印參數、詢問第一數據存儲裝置，該裝置存儲在相關過程中與一個或多個列印參數關聯的銳化半徑信息、由銳化半徑信息和接收的一個或多個列印參數確定用於數字圖象的圖象銳化半徑、在銳化算法中使用圖象銳化半徑來銳化數字圖象以便產生銳化數字圖象；以及將銳化的數字圖象存儲在第二數據存儲裝置中。
提供具有用於使基於計算機的信息處理系統執行用於銳化具有一個或多個圖象參數的數字圖象、用於通過一個或多個列印參數列印、以及用於以一個或多個觀看參數觀看的內容的計算機可讀介質，包括步驟接收用於列印數字圖象的一個或多個列印參數、詢問第一數據存儲裝置，該裝置存儲了在相關過程中與一個或多個列印參數關聯的銳化半徑信息、由半徑信息和接收的一個或多個列印參數確定用於數字圖象的圖象銳化半徑、在銳化算法中使用圖象銳化半徑來銳化數字圖象以便產生銳化的數字圖象，以及將銳化的數字圖象存儲在第二數據存儲裝置中。
在優選實施例中，銳化半徑信息進一步與一個或多個圖象參數，或一個或多個觀看參數，或者兩者相關聯。
在優選實施例中，相關過程包括將初始銳化半徑選擇為測試半徑以及重複直到找到最佳列印為止的步驟、在銳化算法中使用測試半徑銳化數字圖象的拷貝、列印測試列印、修改測試半徑、比較所有測試列印、記錄用來列印最佳列印的測試半徑、以及在第一數據存儲裝置中存儲用來列印最佳列印的測試半徑的步驟。
在另一優選實施例中，數字圖象包括具有亮度的象素，銳化算法包括使用圖象銳化半徑模糊數字圖象的拷貝以便產生模糊的圖象，模糊的圖象包括具有亮度的象素、計算數字圖象的象素的亮度與模糊的圖象的象素的亮度之間的亮度差、通過應用從色調保護算法、抗混疊保護算法、噪音減小算法、過銳化保護算法組成的組中選擇的一個或多個算法，調整亮度差以及將數字圖象與亮度差結合來產生銳化的圖象的步驟。
描述了用於銳化數字圖象的方法，數字圖象包括具有亮度的象素，包括模糊數字圖象的拷貝以便產生模糊的圖象、模糊的圖象由具有亮度的象素構成、計算數字圖象的象素的亮度與模糊圖象的象素的亮度之間的亮度差、以及將數字圖象與亮度差結合來產生銳化圖象的步驟。在優選實施例中，結合步驟包括過銳化保護算法以及在另一優選實施例中，該方法進一步包括通過應用從由色調保護算法、抗混疊保護算法、噪音減小算法以及過銳化保護算法組成的組中選擇的一個或多個算法來調整亮度差。
提供一種用於確定用在銳化算法中的由具有亮度的象素組成的數字圖象的細節解析度的方法，包括步驟選擇數字圖象中的多個相關象素對、計算用於多個象素對的每一個的亮度差、確定最大象素亮度差並設置用於數字圖象的等於最大亮度差的細節解析度的步驟。在優選實施例中，該方法進一步包括消除一個或多個最大象素亮度差的步驟。
提供一種用於在銳化具有一個或多個圖象參數的數字圖象中，將銳化半徑與一個或多個圖象參數、一個或多個列印參數或一個或多個觀看參數關聯、用於通過一個或多個列印參數列印、以及用於以一個或多個觀看參數觀看的相關過程，包括選擇一個或多個圖象參數、一個或多個列印參數或相關的一個或多個觀看參數、將初始銳化半徑選擇為測試半徑、重複直到找到最佳列印的步驟、測試半徑用在銳化算法來銳化數字圖象的拷貝、列印測試列印、修改測試半徑、比較所有測試列印、記錄用來列印最佳列印的測試半徑、以及將銳化半徑設置為用來列印最佳列印的測試半徑的步驟。
圖2是根據本發明的一個優選實施例的
圖1的過程的流程圖。
圖3是根據本發明的另一優選實施例的圖1的過程的流程圖。
圖4是根據本發明，用於銳化數字圖象的系統的系統框圖。
圖5是根據本發明，用於採集將銳化的數字圖象的圖象源的實物電路圖。
圖6是用於銳化具有根據圖1的過程的一個或多個實施例確定的銳化半徑的圖5的數字圖象的銳化方法的流程圖。
圖6A是用於確定銳化半徑的圖6的步驟的流程圖。
圖7是詳細的識別過程的流程圖以便確定圖5的數字圖象的細節解析度。
圖8是用在圖6的銳化方法中的銳化算法的流程圖。
圖9是表示數字圖象銳化而沒有樹葉保護的亮度前和後的圖。
圖10是根據本發明的數字圖象銳化而沒有樹葉保護的亮度前後的圖。
圖11是圖5的數字圖象中邊緣的放大視圖。
圖12是銳化而沒有抗混疊保護的圖11的邊緣的放大圖。
圖13是根據本發明具有抗混疊保護的銳化的圖11的邊緣的放大圖。
圖14是表示具有跳躍不連續性的噪音減小的結果的圖。
圖15是表示根據本發明的噪音減小消除跳躍不連續性的結果的圖。
圖16是根據本發明的另一實施例的噪音減小消除跳躍不連續性的結果的圖。
參考在此公開的內容，本領域的技術人員將理解到在現有技術中已經存在多種印表機是顯而易見的。例如，將噴墨印表機、彩色雷射印表機、照片印表機以及標準的膠印機看作是表示通常容易明白的種類。通過這些種類的任何組合來使用本發明的相關過程10是可能的。另外，能隨意地增加用於數字顯示裝置的另外的種類，將在監視器上圖象的顯示看作最終「列印」。當輸出是在Internet的全球資訊網或其他全球或區域網上的網頁中顯示時，該後一種類將很有利。
優選地，能完成將這些種類分成一個或多個類型，以便縮短相關過程。在類型內，印表機通常應當產生相似的輸出，所有其他參數能保持相等。已經發現三種類型的印表機擁有以下特徵類型1印表機掃描圖象然後通過使用光柵中的不同光點大小來列印圖象的印表機由第一種類型的印表機組成。這些印表機通常大多是膠印機。通常以每英寸行數(lpi)來指定膠印機解析度。
類型2印表機「隨機抖動」象素的印表機類型由第二種類型的印表機組成。這表示例如，通過僅列印每第五個象素，而使其他四個空白來列印20％黑色區域。這些印表機類型通常是具有低於光柵列印如類型1印表機的解析度的印表機，而且僅能列印或不能列印象素(即，它們不能列印具有30％不透明性的象素)。幾乎所有使用該過程的印表機均為噴墨印表機。
類型3印表機能將任何一種或幾乎任何一種想要的顏色列印在紙上也稱為半調色、連續調色或全調色的印表機由第三種類型印表機組成。(這些印表機有許多不同的術語)。典型的這種類型的印表機是照片印表機、熱敏印表機、LED印表機、或彩色雷射印表機。
參考圖4、圖5和圖6，所示的銳化系統20由計算機監視器32和計算機CPU34組成，計算機CPU包括存儲器(未示出)和用於在數字圖象38上執行銳化方法36、經Internet在一個或多個印表機類型42或數字顯示裝置30上輸出的程序指令(未示出)組成。參考在此公開的內容，本領域的技術人員將理解到印表機類型42的各種組合或數字顯示設備30將可能使用銳化系統20。
列印大小將銳化的每個數字圖象38已經與用某些度量單位，通常是英寸、釐米或毫米表示為列印大小40的特定圖象大小關聯。例如，在美國，以英寸為單位的普通的列印大小為4×6、6×6、5×7、8×10、11×14和16×20。本發明將列印大小40視為銳化中的主要因素。對一個大小來說最佳的銳化對另一個大小來說可能不是最佳的。
圖象解析度/象素大小另外，參考圖7，將銳化的每個數字圖象38已經與固有的象素大小86關聯，象素大小在長寬比方面與列印大小40匹配。用列印大小除以圖象象素大小86產生圖象解析度44，通常用dpi表示。例如，具有6×6英寸列印大小40和1800×1800象素大小86的數字圖象38具有300dpi的圖象解析度44。
印表機解析度印表機具有一個或多個固有的印表機解析度46。當使用相關過程10時，最低限度應當使用經過每種印表機類型42的標準或通用的印表機解析度46。優選地，該標準的印表機解析度46應當是在當前實際上使用的一種通用的解析度，並且可能期望隨技術上的改進增加。優選地，將多個印表機解析度46用在相關過程10中。
對類型1印表機24，應當將標準或通用的每英寸行數(或用於美國以外的國家的每釐米行數)的設置與以當前工業標準為起點的相關過程10關聯，當前工業標準為150lpi。可選地，在相關過程10期間也可測試達到350lpi或更高範圍內的其他值。對類型2印表機26來說，印表機解析度46通常用dpi數來表示，以及相對過程10可能以當前工業標準，如600×600dpi印表機為起點。每種印表機能具有多個dpi解析度，如300×300、360×360、720×360、600×600、720×720、1440×720、1200×1200、1200×1600、1440×1440或2880×1440，以及為增加最後銳化的準確性，將這些包含在相關過程10中。對類型3印表機28，印表機分辯率46通常也用dpi數表示，以及相關過程10可能以當前工業標準為起點，如600dpi印表機。每種印表機可能具有多種dpi解析度，如200、300、400、600、800、1000或1200，以及為了增加最後銳化的準確性，可將這些包含在相關過程10中。對數字顯示裝置30，印表機解析度46通常也用dpi數表示，以及相關過程10以當前工業標準為起點，如72dpi監視器。
列印質量對每種印表機類型42和對每種印表機解析度46來說，在輸出的列印質量48中可能存在另外的變化。這通常將由使用的印表機類型50、印表機的壽命和質量以及選擇用於輸出的模式而定。例如，類型2印表機26可能具有草稿模式、或高速模式，或可能希望在高質量的光面紙上列印。另外，老式印表機可能不會產生高質量的列印。總的來說，這些因素組合來產生稱為列印質量48的參數。該參數對類型2印表機26比對類型1印表機24或類型3印表機28來說更為重要，因為與塗層光面照片紙相對，在普通紙類型50上以720×720dpi印表機解析度46列印時，在最終列印中將產生巨大的差別。對類型1印表機24或類型3印表機28來說，相關過程10應當從當前使用的工業標準紙開始。
對類型2印表機26來說，應當將高質量的720dpi紙選擇為初始列印紙類型50。
理論上，測試每種紙類型50、模式和印表機類型42的組合是可能的，但這可能降低利潤。在優選實施例中，選擇五種列印質量48用於相關過程10，描述性地稱為「差」、「低於平均」、「平均「、「高於平均」和「非常好」。參考在此公開的內容，本領域的技術人員將理解到也可使用其他描述。
因此，通過每個種類中的採樣來使用相關過程10是很充分的。在一個用於「平均」列印質量的類型2印表機的相關過程10的實施例中，將高質量的720dpi紙選擇為初始紙類型50，以及將印表機驅動(允許在「質量」和「速度」間選擇)上設置的質量設置為「速度」。對「高於平均」列印質量48來說，通過將在印表機驅動上設置的質量設置為「速度」，可使用指定用於照片的較輕紙，如Tetenal牌子的SpectraJetDuo Print Paper。對「非常好的」列印質量來說，通過將在印表機驅動上設置的質量設置為「質量」，可使用指定用於照片的重磅紙，如Tetenal牌子的SpectraJetHigh Glossy Paper Special。對「低於平均」列印質量來說，通過將在印表機驅動上設置的質量設置為「速度」，或如果可用的話，設置為「草稿」，可以使用不是特別指定用於照片的普通噴墨指定用紙。對「差」列印質量來說，通過將在印表機驅動上設置的質量設置為「速度」，能使用不是特別指定用於噴墨印表機的普通複印機紙，或甚至是再生紙。參考在此公開的內容，本領域的技術人員將理解其他變形也是可能的。
另外，可選地，有可能從選擇的紙類型50推斷出列印質量48，例如，如果已經選擇特別高級的光面照片紙時，有可能獲得非常好的列印質量48，以及如果選擇普通紙時，期望低於平均列印質量48。圖象參數圖象源即使對於等價的象素解析度圖象，數字圖象38的圖象源52將影響最佳銳化半徑12。最好，從APS幅膠片54掃描的圖象將需要比從較大幅膠片54掃描的數字圖象38的等價的象素大小86更高的銳化半徑12。當用其他的參數時，理論上，有可能測試每種可能的照相機、掃描儀以及膠片大小。然而，測試有限多個輸入源將降低相關過程10的複雜性。參考圖5，有可能將圖象源52分成三種主要的種類類型通過膠片掃描器、數位照相機58掃描的膠片54、以及通過圖象掃描儀62掃描的硬圖象60，以及在那些類型中，存在另外的種類，例如，APS，膠片54類型內的35mm透明度、中幅透明度以及大幅透明度；數位照相機58類型中的數位照相機(低於1百分象素，例如，低檔的)、數位照相機(1至2百萬象素之間，例如，中檔的)以及數位照相機(2至4百萬象素之間，例如高檔的)；以及圖象掃描儀62類型內的圖象掃描儀(低檔)、圖象掃描儀(中檔)以及圖象掃描儀(高檔)。
在每種類型中，優選地從中等質量開始作為用於相關過程10的初始測試輸入，例如35mm透明度、數位照相機(中等)以及圖象掃描儀(中等)。
圖象質量參考圖1，在相關過程10中除考慮圖象源52外，為進一步細化該過程，可能考慮圖象質量64。圖象質量64從質量上看，分為「差」、「低於平均」、「平均」、「高於平均」和「非常好」。參考在此公開的內容，本領域的技術人員將理解到可使用其他描述。這必然是質量因素，但提供了用於將壽命、損壞、或硬圖象60的損壞狀態、或數位照相機58、圖象掃描儀62、膠片掃描儀56或膠片54的質量包含在相關過程10中的方法。
詳細的解析度指數圖象源52和圖象質量64用來識別數字圖象38中現有的細節以及表示那個細節的質量，細節的質量可以用稱為細節解析度66的因素來表示。將期望非常好的圖象源52和非常好的圖象質量來產生高的細節解析度66，所有其他參數也是一樣。參考圖7，最好通過細節解析度指數68，量化具體的數字圖象38的細節分辯率66，從而通過細節識別過程70，不必用戶輸入與質量有關的圖象源52和圖象質量64。
量化具體數字圖象38內的細節解析度66的確定的細節識別過程70的一個優選實施例是確定與在指定的垂直寬度例如，100象素上以其當前圖象解析度44顯示的數字圖象38的細節的數量成比例的細節分辯率68。那意味著圖象越模糊，則細節分辯率指數68越低。用於確定這種細節解析度指數68的優選算法是線性的，這意味著如果圖象A散焦超過圖象B兩倍，圖象B的細節分辯率可能是圖象A的兩倍。
在整個圖象大小上，細節分辯率68應當是一致的；如果從2000×3000象素圖象切掉100×100象素部分，這部分通常應當具有整個圖象相同的細節分辯率指數68。或者為使其不同，將細節分辯率68乘以圖象的象素量將會導致與圖象能整個包含的細節的數量成比例的數。
用於計算細節分辯率指數68的細節識別過程70的一個優選實施例是在假設細節與象素間的亮度差有關上做出的，包括下述步驟(1)選擇一對相關的象素(步驟74)；(2)計算那對的亮度間的數字差(步驟76)；(3)將差值存儲在表中(「數組」或「列表」)(步驟78)，(4)測試來確定是否已經選擇80了所有需要的象素對，以及如果沒有的話，重複計算步驟76(步驟80)；(5)排序亮度差表以及找出最高值(步驟82)，最高值用作用於那個數字圖象38的細節解析度指數68。
當它們處於圖象的相同的相對鄰域中時，象素是相關的，以及與列印大小相比，象素間的距離相對較小。水平方向上相對小的距離將處於0(即，相鄰象素)和列印寬度的約1％之間，以及垂直方向上相對小的距離位於0和列印高度的約1％之間。
計算象素的亮度l的一種方法是根據公式，平均紅、綠和藍色亮度l＝(r+g+b)/3 (1)其中r，g和b分別是紅、綠和藍亮度。對對中的兩個象素重複該過程，並計算差值。
細節識別過程70的其他實施例是可能的。有時在將銳化的數字圖象38中存在反差特別強的劃痕或別的東西，但不屬於真正的圖象數據。使用第一個描述的細節識別過程70的實施例，那個人工產物的存在將產生非常高的細節分辯率指數68。解決這個問題的優選實施例是可選地增加清除一些最高差值的百分比x的步驟84。例如，如果x等於20％，將刪除表中的上限值20％。x值的範圍是從約0％至約3％，優選地是在從約0.0005％至約0.5％的範圍內。
在採用細節識別過程70的系統20中，通過增加輸入值x的步驟(步驟72)，可能使數值x有效。例如，用戶可能注意到圖象包含許多劃痕，將其輸入到在計算機CPU34上運行的細節識別過程70的程序中，然後，可以使用較高值x(導致刪除更多的亮度差)。另外，用戶可能注意到圖象的質量很高，幾乎沒有劃痕，相應地可以使用較低的數值x，接近於0。
在另一實施例中，可以增加計算x的步驟(步驟85)以便隨象素大小86相反地改變，當象素大小86變大時，x變小，因為通常5000×5000象素圖象不能包含比500×500象素圖象超過100倍的細節。
在另一實施例中，用在稱為直接數組排序的技術中計算所有產生的差值以及確定最大值的步驟(步驟88)來代替將差值存儲在表中的步驟(步驟78)。如果這有意義或不依賴於處理器速度、可用存儲器和圖象的位深度的話。
根據亮度差，計算細節解析度指數68中的另外的變形是可能的。在一個實施例中，在步驟74選擇的對中的象素是相鄰的。在另一實施例中，使用在每個象素周圍隨機採樣。
在步驟80中，在一個實施例中，測試確定是否已經檢驗所有象素。在另一實施例中，在計算中使用較小的區域。在另一實施例中，忽略區域。在一個優選實施例中，在步驟80中使用連續的統計測試，以及當有效多個計算位於彼此的標準偏差中時，中止該循環。
參考在此公開的內容，現在本領域的技術人員將理解到已經描述了創建細節識別過程70、產生細節分辯率指數68的多種方法，以及可選擇使用的具體的算法來滿足具體應用。觀看參數觀看距離觀眾和最終列印之間的距離確定銳化的圖象的觀眾感受的性質和質量。將觀看距離90參數增加到相關過程10中允許更好地控制圖象的銳化，基於預定觀眾的觀點，所觀看的圖象是不同的。在優選實施例中，因為每個人估計的眼睛和目標間的距離不同，使用五種用於距離的一般種類，對應於「Book」、「Small Box」、「Large Box」、「Small Poster」以及「Large Poster」。在該實施例中，Book設置表示用於拿在觀眾手中的書或任何目標如目錄、雜誌、CD蓋等等的距離。Small Box設置是用於具有圖象的目標和用於更小目標的印刷物，如早餐穀物盒或酒瓶以及打算用「近視」距離觀看的目標。Large Box設置是用於比麵包盒更大的紙盒-電視、VCR、計算機等等。
Small Poster設置是用於將在較近的距離觀看到的小的標記和海報。另一方面，Large Poster設置是用於以更近的距離觀看的目標，通常是更大的海報、標記或室外發現的類似的目標。
在另外的實施例中，在相關過程10中也可能考慮其他的觀看條件92，也許是燈光的強度和顏色。
個人愛好如下所述，由步驟112中的一個或多個判斷來確定所認為的合適的銳化圖象的決定，判斷可能稍微有所不同，但在內部是一致的式樣。通過保存由判斷分開的結果，產生在銳化時，實際上通過選擇具有已知偏差的「判斷」，例如，較硬銳化或較軟銳化，可選擇的簡檔表來將其考慮在相關過程10中。
銳化算法參考在此公開的內容，本領域的技術人員將理解到，有許多用於銳化數字圖象的算法。根據本發明的方法和系統，可使用採用輸入參數的任何銳化算法140，以及根據相關過程10可關聯銳化算法140的任何這種輸入參數並如在此所述的執行，在相關過程10中做適當的調整。優選地，將使用利用考慮到大小設置的一個或多個參數的銳化算法，大小設置用來確定銳化算法將強調的細節的大小。在優選實施例中，使用模糊掩碼過濾，但參考在此公開的內容，本領域的技術人員將理解到可與任何高通或銳化濾波器一起使用來確定輸入參數和銳化濾波器的最佳應用間的相關性。
在本發明的兩個方面中實現銳化算法140。首先，在相關過程10中使用來將一個或多個輸入參數，優選地是銳化半徑12與一個或多個列印參數14、一個或多個圖象參數16以及一個或多個觀看參數18關聯。其次，在銳化方法36中使用來精確地銳化數字圖象。
在一個實施例中，可使用商業上可獲得的圖象處理程序來實現銳化算法140，如Photoshop。可選地，參考在此公開的內容，本領域的技術人員將理解到可直接在數字圖象38上計算銳化算法140。優選地，無論使用哪一個銳化算法140，同樣都將是結合到最終銳化方法36中的算法。然而，如果將色調保護158、抗混疊保護160、噪音降低162或樹葉保護152的補充校正中的一個增加到銳化算法140中，則在相關過程10中不必使用那些校正。
如果寧願沒有銳化算法，下述的算法可以用作銳化算法140，參考圖8，包括步驟(1)將數字圖象38作為RGB圖象存儲在存儲塊A(二維數組、動態的二維列表)(步驟130)；(2)預留二個另外的相同結構和大小的稱為存儲塊A和存儲塊C的存儲塊(步驟132)；(3)將存儲塊A的內容複製到存儲塊B中(步驟134)；(4)模糊存儲塊B的內容(步驟136)；(5)對存儲塊A中的每個象素，計算存儲塊A中的當前象素和存儲塊B中的相應象素之間的亮度差(步驟138)；(6)可選地，通過應用色調保護算法158、抗混疊保護算法160、噪音降低算法162或過銳化保護算法152′來調整亮度差(步驟142)；(7)將存儲塊A和亮度差結合(步驟144)，以及(8)將該結合存儲在存儲塊C中(步驟146)；其中存儲塊C現在將包含銳化的圖象。
術語存儲塊指的是本領域的技術人員公知的任何可能的與計算機有關的圖象存儲結構，包括但不僅限於RAM、處理器高速緩存、硬碟驅動器或那些的組合，包括動態存儲結構。
模糊步驟136優選地是通過將存儲塊B的內容與具有等於銳化半徑12的標準偏差的低頻曲線交疊來完成，標準偏差用象素表示。低頻曲線優選地是具有等於銳化半徑12的標準偏差的高斯圓錐形曲線。參考在此公開的內容，本領域的技術人員將理解到使圖象模糊存在許多算法。高斯圓錐形曲線具有某些非常好的特性，很容易加速，以及得出看起來最自然的銳化圖象。使用各種低頻曲線的其他算法可以使用，並且優選地應當將最終曲線的標準偏差設置為銳化半徑12。
適當的模糊算法可以如下構造採用在中間具有一個黑色象素的白色圖象並通過提出的算法使其模糊。在此之後，在圖象的中央將具有黑色陰影(black cloud)。可能將該黑色陰影的標準偏差設置成銳化半徑12。優選地，銳化半徑12將用毫米表示，但參考在此公開的內容，對本領域的技術人員來說，如果使用一致，也可使用任一系統的度量單位是顯而易見的。以度量單位來保留半徑值的原因在於允許與圖象解析度44無關地改變列印大小40。通過除以象素的邊緣長度，容易將用於銳化半徑的值轉換成象素單位，象素的邊緣長度是由圖象象素大小86和列印大小40確定的。例如，如果列印大小40是5×7，象素大小86是2100×1500，以及銳化半徑12是0.12mm，那麼圖象解析度44是300dpi，以及銳化半徑12是1.4象素(0.12mm*300dpi/25.4mm/inch)。
用值dr、dg和db表示亮度差，亮度差表示存儲塊A和存儲塊B中當前象素的亮度間的數學差dr＝Axyr-Bxyr(x和y是實際的象素坐標) (2)dg＝Axyg-Bxyg(3)db＝Axyb-Bxyb(4)其中Mxyc是在存儲塊M中具有坐標(x，y)的象素的顏色通道的亮度。
對組合步驟144，可能使用許多不同的方法來將存儲塊A與亮度差組合。在一個實施例中，典型的通過基本模糊掩碼過濾，使用等式5至等式7Cxyr＝Axyr+dr*p(5)Cxyg＝Axyg+dg*p(6)Cxyb＝Axyb+db*p(7)其中銳化強度P優選是約1.3的值，以及Cxyc不超過最小和最大亮度的限制，通常為約0和約255。
樹葉保護(foliage protect)在銳化算法140的優選實施例中，組合步驟144使用過銳化保護算法來防止典型的圖象結構如樹葉的過銳化，過銳化保護算法稱為樹葉保護。該問題在於當過銳化樹時，例如，將創建許多白色象素，這將造成看起來不好看而且使樹的樹葉看起來非常平而且不是三維的。當然，術語樹葉保護不僅表示樹葉而且表示相似的結構，如頭髮、草等等。通過按照本發明的方法，具體來說，通過應用根據公開的內容的抗混疊保護，樹葉過分銳化的問題應當會自動減小，但優選地修改銳化算法140來防止這種過銳化。在優選實施例中，銳化算法140由防止相當亮的過銳化象素變成全白的另外的樹葉保護步驟(步驟152)組成。
能用許多不同方法實現樹葉保護步驟。在一個實施例中，能用調整步驟142中的另外的調整來實現，或能改變用在組合步驟144中的等式。例如，能降低dr、dg和db，原始圖象中象素的亮度越接近於最大可能的亮度，通常是255，或者作為步驟142中的調整，或者在組合步驟144的等式中。
圖9表示沒有樹葉保護步驟152的銳化，以及圖10表示具有樹葉保護步驟152的銳化。在這兩個圖中，濃的未銳化曲線148表示原始圖象，以及淡的銳化曲線150表示銳化圖象。
從圖10可以看出，通過降低dr、dg和db，在銳化算法140中的有效樹葉保護步驟152起作用，原始圖象越接近於最大亮度，因此銳化圖象避免超過最大亮度。
現在參考在此公開的內容，本領域的技術人員將理解到有許多公式來實現銳化算法140中的樹葉保護。實現樹葉保護152的一個實施例是在組合步驟144中，使用等式8至等式10來代替等式5至等式7，如下Cxyr＝min(Axyr+dr，(Axyr+255*f)/(1+f))(8)Cxyg＝min(Axyg+dg，(Axyg+255*f)/(1+f))(9)Cxyb＝min(Axyb+db，(Axyb+255*f)/(1+f))(10)其中min(a，b)定義為a和b的最小值，以及比例因子f小於或等於1。參考在此公開的內容，本領域的技術人員將意識到改變等式8至等式10是可能的，不脫離本發明。在另一個實施例中，可以包括銳化強度p作為另一比例因子。
實現樹葉保護152』的另一個實施例是在應用等式5、6和7前，通過調整步驟142中的下述等式改變值dr、dg和dbdr←dr/((256/(256-Axyr))^(1/n))(11)dg←dg/((256/(256-Axyg))^(1/n) (12)db←db/((256/(256-Axyb))^(1/n) (13)換句話說將值d除以最大亮度除以象素亮度與最大亮度的差值的n次根，在該例子中，假定為255。(使用256以避免除以0)。n值可以是1.5和5之間的任何數值，優選地是在2和3.3之間。
在另一實施例中，僅當通過銳化方法實際象素將變淡時，使用根據樹葉保護的上述等式。例如，僅當條件(dr+dg+db)＞0為真時，希望使用等式8、9和10。僅當條件dr＞0為真時，也可使用單個等式8以及僅當dg＞0為真時，使用等式9以及db＞0為真時使用等式10。本領域的技術人員將意識到很容易創建將樹葉保護限制到將會變淡的那些象素的許多方法。
銳化算法140的樹葉保護步驟152僅需要不對稱地使用，例如，用於彩色而不用於黑色。
灰度級圖象銳化算法140可與灰度級圖象一起使用，以及在實施例中，其中使用的公式假定存在RGB圖象，有必要對銳化算法140增加步驟來將圖象轉換154成RGB圖象，以及在銳化後再恢復原狀156。由於從灰度級到RGB的轉換以及相反極其簡單和極其快，這產生銳化灰度級圖象的有效算法。
在另一實施例中，其中速度是很關鍵的，可以直接在灰度級圖象上執行銳化算法140，那表示在單通道(single-channel)的圖象上。在那個實施例中，代替計算dr、dg和db，計算單個通道上的亮度差值dh便足夠了。不需要色調保護。需要將抗混疊保護應用到灰度級圖象上，與一個RGB通道的方法相同。
CMYK圖象通過將CMYK圖象轉換成RGB(步驟154)，然後再恢復原狀(步驟156)，與灰度級圖象一樣，可實現將銳化算法140應用到CMYK圖象上，但與灰度級圖象不同，這是微不足道的並可能導致某些不希望的結果。
在用於CMYK圖象的優選實施例中，代替使用轉換步驟154和恢復原狀步驟156，以及代替計算用於紅、綠和藍通道的亮度差，即dr、dg和db，有必要計算青、紫、黃和黑通道，即dc、dm、dy和db，以及等式5至等式7變為Cxyc＝Axyc+dc*p (14)Cxym＝Axym+dm*p (15)Cxyy＝Axyy+dy*p (16)Cxyk＝Axyk+dk*p (17)可以與RGB圖象一樣，與CMYK圖象一起使用樹葉保護，以及在整個銳化算法140中，應當進行說明四個通道的相應改變。
色調保護算法在優選實施例中，增加到銳化算法140中的調整步驟142由一個或多個另外的算法組成，一個或多個另外的算法形成一組亮度差調整算法。在一個實施例中，調整步驟142由色調保護算法158組成，通過根據其他通道中的亮度差，調整每種顏色通道中的亮度差來保護銳化圖象的顏色。
在色調保護算法158的優選實施例中，對於每種亮度差，將下述算法應用到差值dr、dg和db，產生更好的顏色
dr＝dr*h+(dr+dg+db)/3*(1-h) (18)dg＝dg*h+(dr+dg+db)/3*(1-h) (19)db＝db*h+(dr+dg+db)/3*(1-h) (20)其中h是0和1之間的值，並且優選地是約0.3和約0.6間的值。例如，當h是0.5時，公式得出d′r＝dr*2/3+dg/6+db/6 (21)d′g＝dr/6+dg*2/3+db/6 (22)d′b＝dr/6+dg/6+db*2/3 (21)以及在此之後dr＝d′r，dg＝d′g和db＝d′b。
對CMYK圖象，使用下述公式d′c＝dc*h+(dc+dm+dy)/3*(1-h) (24)d′m＝dm*h+(dc+dm+dy)/3*(1-h) (25)d′y＝dy*h+(dc+dm+dy)/3*(1-h) (26)而dk保持不變。不象在RGB中，現在需要將h稍微變大(約0.15)以便獲得與在RGB中相同的效果。在另一實施例中，列印多處黑色的地方，h增加大一些，象素亮度越暗，以便創建更多的自然色。根據其他通道中的亮度差，調整在一個顏色通道中的亮度差的任何色調保護算法將起作用，而且在本發明的範圍內。
抗混疊保護算法(Antialiasing Protection Algorithm)在銳化期間，可能發生銳化如圖11所示的抗混疊但硬(即反差強)的邊緣，產生非常顯而易見的象素結構，換句話說，不存在抗混疊現象，如圖12所示。
當不可能完全避免時，可以通過將最大銳化量限制到固定值來降低不希望的影響。僅在某些真正極端邊緣產生時，將對銳化有影響，真正極端邊緣是處於過銳化的危險中的區域。在一個優選實施例中，調整步驟142由抗混疊保護算法160組成以防止極端邊緣的過銳化。在抗混疊保護算法160的一個優選實施例中，對亮度差執行下述調整
如果dr＜-a 則 dr＝-a (27)如果dr＞a 則 dr＝a (28)如果dg＜-a 則 dg＝-a (29)如果dg＞a 則 dg＝a (30)如果db＜-a 則 db＝-a (31)如果db＞a 則 db＝a (32)其中a是介於0和255之間的值，通常在約50和約150之間。當應用該算法時，獲得如圖13所示的結果。
對CMYK圖象，可使用下述公式如果dc＜-a 則 dc＝-a (33)如果dc＞a 則 dc＝a (34)如果dm＜-a 則 dm＝-a (35)如果dm＞a 則 dm＝a (36)如果dy＜-a 則 dy＝-a (37)如果dy＞a 則 dy＝a (38)如果dk＜-a 則 dk＝-a (39)如果dk＞a 則 dk＝a (40)其中a是介於0和255之間的值，通常在約50和約150之間。
噪音降低通常，經閾值來實現銳化算法中的噪音降低。如果亮度差dc(其中c是顏色通道)的絕對值不超過閾值，則將dc設置為0。這導致不銳化具有低亮度差值的象素，而通常銳化所有其他象素。如圖14所示，這導致亮度差值的跳躍不連續性，而這會導致圖象看起來不自然。
在一個優選實施例中，調整步驟142包括噪音降低算法162以便防止跳躍不連續性。在噪音降低算法162的一個優選實施例中，使用沒有跳躍不連續性的不同曲線。優選實施例是當dr、dg和db值不超過閾值時將它們設置為0，但同樣在某種程度上將曲線改變成沒有跳躍，如圖15所示。通過這樣做，圖象看起來更自然，同時降低了噪音象素的銳化。銳化閾值的其他實施例是可能的，如沒有這種突然彎曲的多項式(或三角或任何其他多次可導的)曲線，如圖16所示。這導致圖象看起來更加自然。
相關過程參考圖1，在其總的實施例的相關過程10中，包括步驟(1)選擇用於數字圖象38的一個或多個圖象參數(步驟94)；(2)選擇一個或多個列印參數(步驟96)；(3)選擇用於數字圖象38的一個或多個觀看參數(步驟98)；(4)將銳化半徑12選擇為初始銳化半徑(步驟100)；(5)使用選擇的銳化算法140，銳化數字圖象38的拷貝，產生測試列印104(步驟102)；(6)改變銳化半徑(步驟106)；(7)使用選擇的銳化算法140，銳化數字圖象38的拷貝，產生測試列印110(步驟108)；(8)通過一個或多個判斷(未示出)，以選擇的一個或多個觀看參數98比較所有測試列印(步驟112)；(9)重複改變步驟106、銳化步驟108和比較步驟112，直到找到最佳列印(步驟114)；(10)記錄用於最佳列印的銳化半徑(步驟116)；(11)確定是否選擇新的觀看參數，如果是的話，重複選擇步驟98到記錄步驟116(步驟118)；(12)確定是否選擇新的列印參數，如果是的話，重複選擇步驟96至確定步驟118(步驟120)；以及(13)確定是否選擇新的圖象參數，以及如果是的話，重複選擇步驟94至確定步驟120(步驟122)，如果否的話，結束方法(步驟124)；其中現在將所有需要的圖象參數、列印參數以及觀看參數與銳化半徑12關聯。
用於銳化半徑12的任何值可用作初始值，但優選地是轉換成1至2個象素之間的值。通過遞增或遞減銳化半徑來實現改變步驟106。
優選地，如果銳化算法140需要的話，在相關過程10中應當將銳化強度和銳化閾值保持不變。在一個優選實施例中，銳化強度可設置在120％至140％之間，優選地是130％。優選地關掉銳化閾值或將其設置成最小可能值。參考在此公開的內容，本領域的技術人員將理解到可使用用於銳化閾值和銳化強度的其他值，乃至以多值重複。然而，很可能這種附加的測試僅產生遞增的益處。
在相關過程10的另一實施例中，觀看參數保持不變，以及在確定步驟18中不改變觀看參數。參考在此公開的內容，本領域的技術人員將理解到通過相關過程10，改變/使這些參數保持不變的任何組合是可能的。
相關過程的優選實施例用於無限圖象解析度44中的理論的數字圖象的最佳銳化半徑12是導致列印中不能看見的圖象中最大可能銳化暈圈的半徑。換句話說，如果你具有用度量單位0.02mm表示的印表機解析度的印表機(即，列印中可見的圖象的最小細節具有紙上0.02mm的大小)，那麼0.019mm的暈圈半徑是最佳的。如果銳化半徑超過該0.02mm，觀眾將看見暈圈以及可能判定列印104、110「很難看」。如果暈圈遠小於0.02mm，未最佳地銳化列印。
不是僅印表機解析度46很重要。這表示在列印的圖象中能看見的最小細節不僅由印表機質量而定，而且由人的眼睛和各種其他因素的物理能力而定。換句話說，如果你具有特別高分辯率的印表機，假定0.0001mm解析度，你仍然必須用超過該分辯率的銳化半徑12來銳化，因為否則該效果是看不見的。
現在參考圖2，相關過程10的另一實施例進一步包括步驟(1)選擇具有高於印表機分辯率46的圖象分辯率44、很高的圖象質量64以及非常好的圖象源52的數字圖象38(步驟168)；以及(2)使圖象參數16和觀看參數18保持不變(步驟170)。
該實施例是在假設數字圖象38具有有效的無窮圖象分辯率44和無窮的細節解析度66的基礎上進行的。為獲得好的近似，作為理論無窮光學分辯率和無窮物理解析度列印的近似以及滿足高圖象質量64和非常好的圖象源52的條件的、具有象素大小86和列印大小40以便圖象解析度44高於印表機所需要218的商業上可接受的數字圖象38滿足該條件。例如，如果300dpi至350dpi被認為對180lpi列印來說是足夠的圖象解析度44，那麼更足以獲得具有700dpi圖象解析度44的圖象。一個優選的方法是採用普通的攝影藝術圖象並降低其列印大小以便具有700dpi圖象解析度44。
優選地，對在印表機類型42中選擇的每種印表機24、26或28來說，應當確定至少5種不同的印表機解析度46設置。有可能多項式或線性地內插默認值，但參考在此公開的內容，本領域的技術人員將理解到測量越多的值，關係的確定越好。實踐已經顯示出不應當做出能線性地內插值的假設，因為它並不總是正確的。
現在可能通過這種相關來實現銳化方法36，以及如所述的，將獲得基於列印參數的滿意的銳化方法。
參考圖3，相關過程10的優選實施例進一步包括步驟(1)選擇具有大於印表機解析度46和高的細節解析度指數68的圖象解析度44的第一數字圖象38(步驟172)；(2)使圖象參數16保持不變(步驟174)；(3)記錄基於銳化半徑188的相關印表機(步驟176)；(4)選擇具有低於印表機解析度46的圖象解析度44的第二數字圖象38(步驟180)；(5)重複不同數字圖象38的選擇步驟180直到已經測試所有想要的細節解析度(步驟182)；以及(6)記錄基於銳化半徑190的相關圖象(步驟184)。
該實施例導致兩組銳化半徑具有基於銳化半徑188的印表機的一個相關列印和觀看參數，以及具有基於銳化半徑190的圖象的第二相關細節解析度。可選地，在另一優選實施例中，記錄步驟176進一步包括將基於銳化半徑188的印表機記錄在查找表192中，以及記錄步驟184進一步包括將基於銳化半徑190的圖象記錄在第二查找表194中。如以下將描述的，這兩個查找表在銳化方法36中將是可用的。
優選地在該實施例中，在選擇步驟180至記錄步驟184中，使用具有高於數字圖象38的圖象解析度44的印表機解析度46的印表機。這很容易通過以非常低的圖象解析度44，如35dpi列印數字圖象38或甚至通過在計算機監視器32上以72dpi查看數字圖象38來獲得。在後一情況下，不需要進行真正的列印104或110來使用相關過程70。一個優選實施例是採用儘可能多的不同數字圖象38並使用細節識別過程7來計算它們的細節解析度指數68。可選地，用於細節解析度指數68的值可能劃分成兩段(如0至20，21至40等等)以及為這些段的每一個所做的關聯。
在另一實施例中，記錄步驟176進一步包括制訂得出基於印表機的銳化半徑188的數學函數(步驟178)，以及記錄步驟184進一步包括得出基於圖象的銳化半徑190的第二函數(步驟186)。第二函數可以是多項式以符合所有找出的半徑值，用作為其輸入的細節解析度指數68和作為其輸出的想要的銳化半徑12得出函數。在某些情況下，函數將是線性的。
在另一實施例中，根據紙類型、彩色對黑白墨水以及紙製造商將引出另外的相關。對印表機類型和印表機解析度的任何指定組合，或在其他實施例中另外的參數的組合，現在有可能預測哪種銳化半徑將得出最優級的銳化。
在另一實施例，創建將銳化半徑12與一個或多個一個圖象觀看參數18關聯的第三查找表。三個查找表，一個與列印參數14關聯，一個與觀看參數18關聯，以及一個與圖象參數16關聯，均可組合用在銳化方法36中。
參考在此公開的內容，本領域的技術人員將理解到有可能依賴內插技術。例如，如果查找表192將半徑與觀看和列印參數關聯，以及包括用於指定噴墨列印字26的在閱讀距離有9個解析度但在第二距離只有2個解析度的確定的銳化半徑12，很可能內插法將給出用於在那個第二距離的其他7個解析度的有效值。如果在第一查找表192或其他查找表中有關聯，個人愛好參數也很可能導致內插。另一方面，列印質量48很可能通過內插或外插不太容易估計。
如果根據優選實施例或其他實施例，已經構造多個查找表，有必要組合這些表。這是在銳化方法36中的銳化時完成的。
參考在此公開的內容，對本領域的技術人員來說可能同樣關聯印表機、印表機解析度、觀看距離和個人愛好，或其他參數如紙類型、彩色對黑色白色墨水以及紙生產商的各個組合是顯而易見的。
銳化方法參考圖6，銳化方法36包括步驟(1)接收一個或多個列印參數14、一個或多個圖象參數16、以及可選地一個或多個觀看參數18(步驟196)；(2)由接收的參數確定銳化半徑12(步驟200)；以及(3)應用銳化算法140(步驟202)。
在一個實施例中，確實步驟200包括從使用相關過程10制訂的查找表192檢索銳化半徑的步驟。
在優選實施例中，參考圖6A，確定步驟200包括步驟(1)由接收的參數確定基於印表機的銳化半徑188(步驟196)；(2)由接收的參數確定基於圖象的銳化半徑190(步驟198)；以及(3)將基於印表機的銳化半徑188和基於圖象的銳化半徑190結合到銳化半徑12中(步驟204)。
在一個實施例中，確定步驟196包括從使用相關過程10制訂的查找表192檢索半徑數據的步驟，以及確定步驟198包括從使用相關過程10制定的第二查找表194檢索半徑數據的步驟。在優選實施例中，確定步驟198包括計算數字圖象的細節解析度的步驟200，優選地使用細節識別過程如細節識別過程70，以及從使用相關過程10制訂的第二查找表194檢索半徑數據的步驟，或通過使用相關過程10的步驟186中制訂的第二函數206的步驟。
參考在此公開的內容，本領域的技術人員將理解到用各種方式接收信息是可能的。例如，用戶可以輸入信息，或通過響應詢問，或通過使用對話框，或通過操縱下拉框中的可視滑動塊。另外，可選地，程序可直接詢問計算機來確定參數，而不用操作者幹預。
在一個實施例中，將僅使用一個查找表，以及將找到與接收的列印參數有關的銳化半徑。該銳化半徑將與銳化算法140一起使用，銳化算法140可選地包括一個或多個色調保護算法158、抗混疊保護160、噪音降低162以及樹葉保護152，以產生銳化的圖象。
在圖6A所示的實施例中，創建兩個查找表，一個查找表將一個或多個列印參數14和一個或多個觀看參數18與基於印表機的銳化半徑188rp關聯，以及第二查找表194或可選的函數206與基於圖象的銳化半徑190ri關聯。從接收的參數，有必要查找或計算用於rp和ri的值，rp和ri的值如上所述，以毫米或英寸的度量單位存儲，以及必須使用一些方法來將這兩個值結合204到一個統一的銳化半徑12r。如何做是個人愛好的問題；這些值的任何似乎合理的合併將進行，只要將rp和ri合併成一個統一的半徑r。對本領域的技術人員來說各種方法是顯而易見的，如提取最大值r＝max(ri，rp)(41)或值的算術平均值r＝(ri+rp)/2 (42)或值的幾何平均值r＝(ri*rp)^0.5(43)或值的調和平均值r＝2*ri*rp/(ri+rp) (44)或者，這些的加權結合或類似計算。總的來說，值ri和rp的許多似乎合理的內插或合併將起作用，並提供比使用任何單獨一個更好的結果。
如上所述，現在將基於英寸或毫米的合併半徑r轉換成基於象素的半徑rpix。現在將半徑rpix用作銳化半徑12來執行銳化算(步驟202)。可使用銳化算法140的任何一個實施例，包括上述的用於調整樹葉保護152、色調保護158、抗混疊160以及噪音減小162的過程。
可選地，對不同個人愛好，可改變銳化強度p，即，當用戶更喜好軟銳化時，選擇較低的強度p，如果用戶更喜歡強銳化時，為p選擇大值。這可以用作解決個人愛好的方法，而不是如上所述使用判斷。
實際上，通過調整印表機解析度、觀看距離等等的銳化強度p，不會獲得太多的益處，因此優選地當創建ri和rp表時，不包括不同的銳化強度。因此，如果真是這樣的話，對不同個人愛好，必須僅稍微改變銳化強度p。
銳化系統現在，已經結束相關過程10，選擇了銳化算法140和銳化方法36，有必要將部件組合成銳化系統20。
優選地，通過以高級語言編碼，或通過配置編譯並用作圖象處理程序的附件的過濾器，將銳化方法36嵌入電腦程式(未示出)中。例如，在優選實施例中，將銳化方法36編譯成能在第三方圖象處理程序如PHOTOSHOP中操作的插入式過濾器。
適用於存儲數據的任何當前現有的或未來開發的計算機可讀介質可用來存儲嵌入上述方法和算法的程序，包括，但不僅限於硬碟驅動器、軟盤、數字磁帶、閃速卡、高密度盤以及DVD。計算機可讀介質包括不至一個裝置，如兩個連接的硬碟驅動器。本發明不限於在此使用的具體的硬體，可使用當前現有的或允許圖象處理的未來開發的任何硬體。
在優選實施例中，銳化系統20包括計算機監視器32以及計算機CPU34，計算機CPU34包括存儲器(未示出)以及用於在數字圖象38上執行銳化方法36的程序指令(未示出)，用於在一個或多個印表機類型42或經Internet在數字顯示裝置30上輸出。參考在此公開的內容，對本領域的技術人員來說印表機類型42的各種組合或數字顯示裝置30將可能使用銳化系統20是顯而易見的。
在一個實施例中，有可能使程序指令詢問系統的部件，包括但不限於正在使用的任何圖象處理程序和正使用的印表機來確定用於那種程序和裝置的預設設置，並將那些參數用作銳化方法的輸入。例如，在那個程序和硬體內部，為在具有對具體紙類型和列印質量等等的預設設置的具體印表機類型的預設印表機上列印，可能將使用圖象處理程序銳化的數字圖象38設置成具體的列印大小，並具有指定的象素大小和圖象解析度。這些參數可自動地確定，而不需要操作者幹預，並設置成銳化系統的預設值。在另一實施例中，在程序初始化後，通過啟動細節識別過程70並確定細節解析度指數68的自動掃描，也可使細節解析度66的確定自動化。根據具體需要，通過操作者幹預，可進一步改變這些預設值，或不改變。因此，將理解到在該公開的內容中，關於接收參數包括這種自動接收裝置並且不限於由操作者輸入來接收。因此接收參數將通過組件來完成，組件可以是軟體和硬體的結合，以便接收一個或多個圖象參數以及一個或多個列印參數，以及可選地，一個或多個觀看參數，要麼通過操作者輸入，例如，通過數字顯示裝置32接口，通過如上所述的預設的自動判定，要麼通過組合。
然後，通過使用在此描述的方法或也是用組件實現的它們的等效方法，接收的參數用來確定將使用的圖象銳化半徑以便產生銳化的圖象，組件是軟體、硬體或組合。
然後通過實現在此所述的一個或多個銳化算法或它們的等效，將圖象銳化半徑用來銳化數字圖象，這也是用組件來實現的，要麼是軟體、硬體，要麼是組合。
然後，將銳化的數字圖象存儲在計算機CPU34的數據存儲裝置的存儲塊中並且在一個或多個印表機上列印、經Internet發送或存儲以便稍後列印。
在上述說明中，本發明已經參考其特定的實施例來描述。然而，在不脫離本發明的更寬精神和範圍的情況下，對其做出各種修改和改變將是顯而易見的。因此，說明書和附圖是作為描述性而不是限定性的意思。將理解到本發明不應當按這些實施例限定來解釋，而應當根據下述的權利要求來解釋。
權利要求
1.一種用於銳化具有一個或多個圖象參數的數字圖象、用於以一個或多個列印參數列印以及用於以一個或多個觀看參數觀看的系統，包括第一數據存儲裝置，用於存儲將一個或多個銳化半徑與一個或多個列印參數關聯的半徑信息；接收組件，接收用於列印數字圖象的一個或多個列印參數；確定組件，由半徑信息和接收的一個或多個列印參數確定用於數字圖象的圖象銳化半徑；銳化組件，用於實現銳化算法以便使用圖象銳化半徑產生銳化的數字圖象；以及第二數據存儲裝置，用於存儲銳化的數字圖象。
2.如權利要求1所述的系統，其特徵在於，一個或多個銳化半徑進一步與一個或多個圖象參數，或一個或多個觀看參數或兩者關聯。
3.一種用於銳化具有一個或多個圖象參數的數字圖象、用於以一個或多個列印參數列印、以及用於以一個或多個觀看參數觀看的系統，包括第一數據存儲裝置，用於存儲在相關過程中與一個或多個列印參數關聯的銳化半徑信息；接收組件，接收用於列印數字圖象的一個或多個列印參數；確定組件，由銳化半徑信息和接收的一個或多個列印參數，確定用於數字圖象的圖象銳化半徑；銳化組件，用於實現銳化算法以便使用圖象銳化半徑來產生銳化的數字圖象；以及第二數據存儲裝置，用於存儲銳化的數字圖象。
4.如權利要求3所述的系統，其特徵在於，銳化半徑信息進一步與一個或多個圖象參數、或一個或多個觀看參數或兩者關聯。
5.如權利要求3所述的系統，其特徵在於，相關過程包括步驟將初始銳化半徑選擇為測試半徑；重複以下步驟直到找出最佳列印在銳化算法中使用測試半徑來銳化數字圖象的拷貝；列印測試列印；改變測試半徑；以及比較所有測試列印；記錄用來列印最佳列印的測試半徑；以及將用來列印最佳列印的測試半徑存儲在第一數據存儲裝置中。
6.如權利要求1、2、3、4或5所述的系統，數字圖象由具有亮度的象素組成，其特徵在於，銳化算法包括步驟使用圖象銳化半徑來模糊數字圖象的拷貝以便產生模糊圖象，模糊圖象由具有亮度的象素組成；計算數字圖象的象素的亮度和模糊圖象的象素的亮度之間的亮度差；通過應用從由色調保護算法、抗混疊保護算法、噪音降低算法以及過銳化保護算法組成的組中選擇的一個或多個算法來調整亮度差；以及將數字圖象與亮度差結合來產生銳化的圖象。
7.一種用於銳化具有一個或多個圖象參數的數字圖象、用於以一個或多個列印參數列印以及用於以一個或多個觀看參數觀看的方法，包括步驟制訂在相關過程中與一個或多個列印參數關聯的銳化半徑信息；創建用於存儲銳化半徑信息的第一數據存儲裝置；接收用於列印數字圖象的一個或多個列印參數；由銳化半徑信息和接收的的一個或多個列印參數確定用於數字圖象的圖象銳化半徑；在銳化算法中使用圖象銳化半徑銳化數字圖象以便產生銳化的數字圖象；以及將銳化的數字圖象存儲在第二數據存儲裝置中。
8.如權利要求7所述的方法，其特徵在於，銳化半徑信息進一步與一個或多個圖象參數、或一個或多個觀看參數或兩者關聯。
9.一種用於銳化具有一個或多個圖象參數的數字圖象、用於以一個或多個列印參數列印以及用於以一個或多個觀看參數觀看的方法，包括步驟接收用於列印數字圖象的一個或多個列印參數；詢問第一數據存儲裝置，該裝置存儲了在相關過程中與一個或多個列印參數關聯的銳化半徑信息；由銳化半徑信息和接收的一個或多個列印參數確定用於數字圖象的圖象銳化半徑；在銳化算法中使用圖象銳化半徑來銳化數字圖象以便產生銳化的數字圖象；以及將銳化的數字圖象存儲在第二數據存儲裝置中。
10.如權利要求9所述的方法，其特徵在於，銳化半徑信息進一步與一個或多個圖象參數、一個或多個觀看參數或兩者關聯。
11.如權利要求10所述的方法，其特徵在於，相關過程包括步驟將初始銳化半徑選擇為測試半徑；重複以下步驟直到找出最佳列印在銳化算法中使用測試半徑來銳化數字圖象的拷貝；列印測試列印；改變測試半徑；以及比較所有測試列印；記錄用來列印最佳列印的測試半徑；以及將用來列印最佳列印的測試半徑存儲在第一數據存儲裝置中。
12.如權利要求7、8、9、10或11所述的方法，數字圖象由具有亮度的象素組成，其特徵在於，銳化算法包括步驟使用圖象銳化半徑來模糊數字圖象的拷貝以便產生模糊圖象，模糊圖象由具有亮度的象素組成；計算數字圖象的象素的亮度和模糊圖象的象素的亮度之間的亮度差；通過應用從由色調保護算法、抗混疊保護算法、噪音降低算法以及過銳化保護算法組成的組中選擇的一個或多個算法來調整亮度差；以及將數字圖象與亮度差結合來產生銳化的圖象。
13.一種具有用於使基於計算機的信息處理系統執行用於銳化具有一個或多個圖象參數的數字圖象、用於以一個或多個列印參數列印、以及用於以一個或多個觀看參數觀看的內容的計算機可讀介質，步驟包括接收用於列印數字圖象的一個或多個列印參數；詢問第一數據存儲裝置，該裝置存儲了在相關過程中與一個或多個列印參數關聯的銳化半徑信息；由半徑信息和接收的的一個或多個列印參數確定用於數字圖象的圖象銳化半徑；在銳化算法中使用圖象銳化半徑銳化數字圖象以便產生銳化的數字圖象；以及將銳化的數字圖象存儲在第二數據存儲裝置中。
14.如權利要求13所述的計算機可讀介質，其特徵在於，銳化半徑信息進一步與一個或多個圖象參數、或一個或多個觀看參數或兩者關聯。
15.如權利要求14所述的計算機可讀介質，其特徵在於，相關過程包括步驟將初始銳化半徑選擇為測試半徑；重複以下步驟直到找出最佳列印在銳化算法中使用測試半徑來銳化數字圖象的拷貝；列印測試列印；改變測試半徑；以及比較所有測試列印；記錄用來列印最佳列印的測試半徑；以及將用來列印最佳列印的測試半徑存儲在第一數據存儲裝置中。
16.如權利要求13、14或15所述的計算機可讀介質，數據圖象由具有亮度的象素組成，其特徵在於，銳化算法包括步驟使用圖象銳化半徑來模糊數字圖象的拷貝以便產生模糊圖象，模糊圖象由具有亮度的象素組成；計算數字圖象的象素的亮度和模糊圖象的象素的亮度之間的亮度差；通過應用從由色調保護算法、抗混疊保護算法、噪音降低算法以及過銳化保護算法組成的組中選擇的一個或多個算法來調整亮度差；以及將數字圖象與亮度差結合來產生銳化的圖象。
17.一種用於銳化數字圖象的方法，數字圖象由具有亮度的象素組成，包括步驟模糊數字圖象的拷貝以產生模糊圖象，模糊圖象由具有亮度的象素組成；計算數字圖象的象素的亮度與模糊圖象的象素的亮度之間的亮度差；以及將數字圖象與亮度差結合以便使用過銳化保護算法來產生銳化的圖象。
18.如權利要求17所述的方法，其特徵在於，進一步包括通過應用從由色調保護算法、抗混疊保護算法以及噪音降低算法組成的組中選擇的一個或多個算法來調整亮度差。
19.一種用於銳化數字圖象的方法，數字圖象由具有亮度的象素組成，包括步驟模糊數字圖象的拷貝來產生模糊圖象，模糊圖象由具有亮度的象素組成；計算數字圖象的象素的亮度與模糊圖象的象素的亮度之間的亮度差；通過應用從由色調保護算法、抗混疊保護算法、噪音降低算法以及過銳化保護算法組成的組中選擇的一個或多個算法來調整亮度差；以及將數字圖象與亮度差結合來產生銳化的圖象。
20.如權利要求19所述的方法，其特徵在於，將數字圖象與亮度差結合的步驟包括過銳化保護算法。
21.一種用在銳化算法中，用於確定由具有亮度的象素組成的數字圖象的細節解析度的方法，包括步驟選擇數字圖象中的多個相關象素對；計算多個象素對的每一對的象素亮度差；確定最大象素亮度差；以及將用於數字圖象的細節解析度設置成等於最大亮度差。
22.如權利要求21所述的方法，其特徵在於，進一步包括刪除一個或多個最大象素亮度差的步驟。
23.一種用在銳化具有一個或多個圖象參數、用於以一個或多個列印參數列印以及用於以一個或多個觀看參數觀看的數字圖象中，用於將銳化半徑與一個或多個圖象參數、一個或多個列印參數、或一個或多個觀看參數關聯的方法，包括步驟選擇將關聯的一個或多個圖象參數、一個或多個列印參數或一個或多個觀看參數；將初始銳化半徑設置為測試半徑；重複下述步驟直到找出最佳列印在銳化算法中使用測試半徑來銳化數字圖象的拷貝；列印測試列印；改變測試半徑；以及比較所有測試列印；記錄用來列印最佳列印的測試半徑；以及將銳化半徑設置成用來列印最佳列印的測試半徑。
全文摘要
本發明涉及一種用於銳化具有一個或多個圖象參數的數字圖象(38)、用於以一個或多個列印參數列印以及用於以一個或多個觀看參數觀看的系統和方法，該方法包括在相關過程中制訂與一個或多個列印參數相關的銳化半徑信息、創建用於存儲銳化半徑信息的第一數據存儲裝置(192)、接收一個或多個列印參數、由銳化半徑信息和接收的一個或多個列印參數確定用於數字圖象(38)的圖象銳化半徑、以及在銳化算法中使用圖象銳化半徑來銳化數字圖象(38)。描述了相關過程，公開了具有樹葉保護、色調保護、抗混疊保護以及噪音減小的銳化算法，以及描述了細節識別過程。
文檔編號H04N5/76GK1471690SQ01817802
公開日2004年1月28日 申請日期2001年9月20日 優先權日2000年9月20日
發明者尼爾斯·克科摩爾, 尼爾斯 克科摩爾, J 斯萊特, 麥可·J·斯萊特 申請人:Nik多媒體公司