专利名称：降低影像杂讯的方法
技术领域：
本发明涉及一种降低影像杂讯的方法，特别是一种利用趋势预测来降低影像杂讯的方法。
背景技术：
光学扫描仪用来撷取影像并数字化影像。举例来说，光学扫描仪最常被用来撷取打印或印制在平面纸张上的文字或其它影像。然后撷取的影像被数字化并被储存或进一步由字符辨识软件处理以产生美国信息交换标准码ASCII的文字。典型的光学扫描仪包含一光源、呈线性排列的光电感测组件(通常为电荷耦合组件CCD、互补式金属氧化物半导体晶体管CMOS与CIS)、一模拟放大器(Analog Amplifier)、一模拟数字转换器、一控制单元(Controller)与内存组件。
光电感测组件包含大量呈线性排列的电荷耦合组件CCD。每一电荷耦合组件CCD可撷取影像单一像素的光讯号。一整列的电荷耦合组件CCD则可撷取影像的一整列像素的光讯号。由横扫过整份文件，电荷耦合组件CCD即可接收整份文件的影像光讯号。
反射自扫描文件或穿透自扫描文件的光讯号转换成数字讯号的过程包含三步骤。首先，每一光电感测组件会将所接收到的光讯号转换成电荷，而电荷的数量取决于光的强度与曝光的时间。其次光电感测组件所产生的电荷会由模拟放大器转换成模拟电压。最后模拟电压会被模拟数字转换器数字化，以便进行数字元影像处理与储存于内存组件中。
在传统的光学扫描仪中，当进行文件扫描时，电荷耦合组件CCD被缓慢扫过而且持续曝光。经过一定的曝光时间后，表示文件影像一条线像素的一列电荷则自电荷耦合组件CCD流至模拟缓存器。当电荷流至模拟缓存器后，电荷耦合组件CCD则继续接收光讯号并产生对应的电荷。不过在下一列电荷则自电荷耦合组件CCD流至模拟缓存器前，模拟缓存器必须先处理原先暂存的电荷以接收新的电荷。
上述扫描影像的产生在理想状态下，应可忠实反映被扫描文件的真实面貌。不过在实际的状况下，扫描产生的影像总是有一些因各种原因所造成的杂讯。有些杂讯是来自于扫描仪本身，例如扫描仪内部的光路上的杂物、障碍物，或是来自外界的电子干扰。另有些杂讯则是来自文件本身。不管杂讯来自何处都将在扫描产生的影像上造成条纹或杂点，使影像看来不平顺失真。有鉴于上述的问题，有必要提出一种能有效降低影像杂讯的方法，使扫描产生的影像平顺不失真，而本发明正符合这样的需求。
发明内容
本发明的一目的为提供一种利用预测影像亮度变化趋势来降低影像杂讯的方法。
本发明的另一目的为提供一种利用影像亮度指数修匀来降低影像杂讯的方法。
本发明的又一目的为提供一种利用影像亮度的加权移动平均来降低影像杂讯的方法。
为了达成上述的目的，本发明提出一种降低影像杂讯的方法，该降低影像杂讯的方法包含以下步骤。首先提供原始影像资料，该原始影像资料包含每一像素的亮度值，并利用每一像素的亮度值变化趋势，以指数修匀法执行影像杂讯降低与平顺化。
上述有关发明的简单说明及以下的详细说明仅为范例并非限制。其它不脱离本发明的精神的等效改变或修饰均应包含在的本发明的权利要求书的范围之内。
图1所示为任一影像线的像素排列；图2本发明降低影像杂讯的方法的流程图；图3以本发明的方法降低影像杂讯的结果。
图中符号说明202一文件经扫描产生该文件的影像资料204执行影像杂讯降低与平顺化206产生低杂讯且平顺化的新影像具体实施方式
在此必须说明的是以下描述的降低影像杂讯的方法仅包含必要的组件与步骤。同时本发明可以借助各种现有软件与硬件来实施，在此仅提及了解本发明所需的系统与运作方式。以下将根据本发明的附图做详细的说明，请注意图标均为简单的形式。
图1所示为任一影像线的像素排列。扫描产生的影像由许多条影像线所构成，而每一影像线则由许多像素组成。图1中所示为一影像线中所有像素中的一部份，而编号1至7的像素理论上应该反映对应被扫描文件的影像。但由于来自于扫描仪本身，例如扫描仪内部的光路上的杂物、障碍物，或是来自外界的电子干扰使得编号1至7的像素中有些像素失真。这些像素的亮度值会因扫描仪内部的光路上的杂物、障碍物或外界的电子干扰而出现异常的起伏，也就是与相邻的像素间出现亮度值差异过大，即视觉上的杂讯。
为了要使上述像素亮度值异常造成影像失真的现象降至最低，本发明提出一种利用趋势预测的方式来去除扫描所得的影像像素亮度的异常起伏现象。由于以像素呈现真实面貌的影像的亮度值变化多具有趋势性，即便是有明暗起伏也不至于出现异常尖锐的变化。因此利用影像像素亮度值变化的趋势性，可设定一合理范围而将异常乖离的像素亮度值变化视为杂讯，并将此异常乖离的像素亮度值修匀使其与影像像素亮度值变化的趋势接近，也就是使影像更平顺更自然。
上述趋势预测的方式尤以指数修匀(Exponential Smoothing)法为较佳实例。上述的指数修匀法又以加权移动平均法为较佳实例。加权移动平均法利用一个参考点与其预测值同时选取一个权值(必须介于0至1之间)，得出下一点的预测值。以图1中所示的像素i-1、i与i+1为例，像素i的亮度预测值Xn(i)由像素i-1的亮度值Xi-1以及亮度预测值Xn(i-1)计算而得。同理i+1的亮度预测值Xn(i+1)可由像素i的亮度值Xi以及亮度预测值Xn(i)计算而得。计算的方程式为Xn (i)＝Xi+W(Xi-1-Xn(i-1))，其中W为权值，必须介于0至1之间。当然参考点的选取不必局限于一点，可将更多参考点纳入计算，以求得亮度变化趋势预测。参考点的选取亦可将亮度变化异常的像素点后的像素纳入，即像素i+1。像素i亮度预测值Xn(i)的计算可由更多参考点加权平均计算而得，Xn(i)＝Xi+W[(Xi-3-Xn(i-3))+(Xi-2-Xn(i-2))+(Xi-1-Xn(i-1))]/3。其中Xn(i-3)与Xn(i-2)分别为对应具有亮度值Xi-3与亮度值Xi-2的像素i-3与i-2的亮度预测值。
图2显示本发明“降低影像杂讯的方法”的流程图。于步骤202，一文件经扫描产生该文件的影像资料。接着于步骤204，利用上述的方法对该文件的影像资料进行影像杂讯降低与平顺化，使影像更平顺更自然。最后于步骤206产生低杂讯且平顺化的新影像。于步骤204中对文件的影像资料进行影像杂讯降低与平顺化的影像处理可利用一过滤器(Filter)或处理电路来执行。
图3则显示以本发明的方法降低影像杂讯的结果。图中可见原始影像资料于多处产生异常亮度变化，亮度异常的像素与其相邻相素亮度值差异过大，将使影像失真不自然。利用上述趋势预测的方法，可将影像原本亮度异常变化处修匀，消除像素亮度的尖锐变化，达到降低影像杂讯，使影像平顺自然。
上述有关发明的详细说明仅为范例并非限制。其它不脱离本发明的精神的等效改变或修饰均应包含在的本发明的权利要求书的范围之内。
权利要求
1.一种降低影像杂讯的方法，其特征在于，该降低影像杂讯的方法包含提供原始影像资料，该原始影像资料包含每一像素的亮度值；及利用每一像素的亮度值变化趋势，以指数修匀法执行影像杂讯降低与平顺化。
2.如权利要求1所述的降低影像杂讯的方法，其特征在于，上述的该指数修匀法包含加权移动平均法。
3.如权利要求2所述的降低影像杂讯的方法，其特征在于，上述的该加权移动平均法包含以下步骤，选取一具有亮度值Xi的像素i，以及计算该像素i的一预测亮度值Xn(i)，其中Xn(i)由选取一个权值W以下公式计算而得，Xn(i)＝Xi+W(Xi-1-Xn(i-1))。
4.如权利要求3所述的降低影像杂讯的方法，其特征在于，上述的该权值W介于0至1之间。
5.如权利要求2所述的降低影像杂讯的方法，其特征在于，上述的该像素i的一预测亮度值Xn(i)由选取一个权值W以及该像素i前邻接的至少二像素的亮度值与预测亮度值计算而得。
6.如权利要求2所述的降低影像杂讯的方法，其特征在于，上述的该像素i的一预测亮度值Xn(i)由选取一个权值W以及该像素i前后邻接的至少一像素的亮度值与预测亮度值计算而得。
7.一种降低影像杂讯的方法，其特征在于，该降低影像杂讯的方法包含提供原始影像资料，该原始影像资料包含每一像素的亮度值；及利用每一像素的亮度值变化趋势，以加权移动平均法执行影像杂讯降低与平顺化。
8.如权利要求7所述的降低影像杂讯的方法，其特征在于，上述的该加权移动平均法包含以下步骤，选取一具有亮度值Xi的像素i，以及计算该像素i的一预测亮度值Xn(i)，其中Xn(i)由选取一个权值W以下公式计算而得，Xn(i)＝Xi+W[...+(Xi-m-Xn(i-m))+(Xi-2-Xn(i-2))+(Xi-1-Xn(i-1))]/m，其中m及i为正整数且m＜i。
9.如权利要求7所述的降低影像杂讯的方法，其特征在于，上述的该加权移动平均法利用一过滤器执行影像杂讯降低与平顺化。
10.一种降低影像杂讯的方法，其特征在于，该降低影像杂讯的方法包含提供原始影像资料，该原始影像资料包含每一像素的亮度值；选取一具有亮度值Xi的像素i；及计算该像素i的一预测亮度值Xn(i)，其中Xn(i)由选取一个权值W以下公式计算而得，Xn(i)＝Xi+W[...+(Xi-m-Xn(i-m))+(Xi-2-Xn(i-2))+(Xi-1-Xn(i-1))]/m，其中m及i为正整数且m＜i。
全文摘要
本发明揭露了一种降低影像杂讯的方法，此方法利用影像像素亮度值的趋势变化预测来使杂讯降低并使影像平顺化，此降低影像杂讯的方法包含以下步骤，首先提供原始影像资料，该原始影像资料包含每一像素的亮度值，并利用每一像素的亮度值变化趋势，以指数修匀法执行影像杂讯降低与平顺化。
文档编号H04N1/04GK1499817SQ0215039
公开日2004年5月26日 申请日期2002年11月11日 优先权日2002年11月11日
发明者王国任, 余育侞 申请人:力捷电脑股份有限公司