图像转换方法和设备及具有该转换方法和设备的成像设备技术领域本发明总体构思涉及一种将彩色图像转换为单色图像的设备和方法，更 具体地讲，涉及一种基于颜色信息将不同的彩色图像转换为不同的单色图像 的设备和方法以及具有该转换方法和设备的成像设备。背景技术成像设备（如打印机、多功能外设等）通过对打印对象（如图片或文本） 执行图像处理来在诸如纸等的打印介质上形成图像。随着彩色成像技术的发 展，当前正在创建大量包括字符、图片、照片等的彩色文档。尽管彩色成像 设备（如彩色打印机、彩色多功能外设等）正在普及，但是在大多数办公室 中仍在使用单色成像设备（如单色打印机、单色多功能外设等）。在这样的环 境下，如果通过单色成像设备输出彩色文档，则当对彩色文档进行单色打印 时，包括在该彩色文档中的详细信息和含义可能丟失，以至于观看者难以理 解所述详细信息和含义。图1示出图像转换处理过程中的原始彩色文档，图2示出根据传统图像 转换方法将原始彩色文档转换成的单色文档。参照图1和图2,根据传统的 图像转换方法，原始彩色文档中的具有不同颜色数据的相邻对象被转换为具 有相似或相同亮度数据的单色图像，从而使得难以区分所述相邻对象，尤其 是使得难以感知该单色图像上的某些特定对象。例如，图1中所示的彩色图 像中的不同颜色的部分a和b被转换为图2中的具有相同的单色亮度的部分a' 禾口 b'。为了克服这一问题，第2002-262108号日本专利公开公开了这样一种方 法，在该方法中，从将被转换为单色图像的彩色图像中提取不同的第一和第 二对象，提取出的第一和第二对象被单色转换，当第一和第二对象的绘制位 置被辨别为彼此交叠时，单色转换之后的第一和第二对象之间的单色灰度差 被控制为指定的差或更大。然而，这一方法需要计算和存储大量数据（如关 于相邻对象的位置的数据、颜色数据等），从而导致需要大量计算，并且速度下降。发明内容本发明总体构思提供一种图像转换方法和设备以及使用该转换方法和设 备的成像设备，该图像转换方法和设备基于颜色信息将不同的彩色图像转换 为不同的单色图像并减小了用于转换处理的计算量。本发明总体构思还提供一种图像转换方法和设备以及使用该转换方法和 设备的成像设备，该图像转换方法和设备将原始彩色文档中具有不同颜色数 据的相邻对象转换为具有不同亮度数据的单色图像，从而在该单色图像中， 所有对象都可彼此区分。本发明总体构思的另外方面和优点将在下面的描述中被部分地阐述，并 且部分地从描述中将变得明显，或者可通过实施本发明总体构思而了解。本发明总体构思的前述和/或其它方面和效用可通过提供一种将彩色图像转换为单色图像的方法来实现，该方法包括：根据彩色图像的像素的亮度 值以及与像素的属性对应的特征值来将彩色图像转换为单色图像，将彩色图 像转换到表示彩色图像的像素的亮度值和属性值的颜色空间；基于亮度值将 彩色图像转换为单色图像；基于彩色图像的像素的属性值来修正单色图像的 相应像素的亮度值。表示亮度值和属性值的颜色空间可包括CIEL*a*b、 YCbCr和HSL之一。所述亮度值可由明度（luminance)表示。所述属性值可由色调（hue)表示。将彩色图像转换为单色图像的步骤可包括：用从0至255的明度值来表 示单色图像。修正单色图像的像素的亮度值的步骤可包括：使用至少一个表来将特征 值加到单色图像的像素的亮度值和/或从单色图像的像素的亮度值中减去特 征值，其中，所述表中存储有表示指定数量的色调的唯一亮度修正量的特征 值。所述至少一个表的数量与由所述指定数量的色调表示的亮度值对应，为 两个或以上。如果彩色图像的像素的特定色调不是存储在所述至少 一个表中的色调之 一 ，则可以与该特定色调与存储在表中的色调中的与该特定色调最相似的两

个色调的相似度成比例地计算该特定色调的特征值。

当与两个相似的色调的相似度分别为a和b,并且两个相似的色调的特 征值分别为Va和Vb时，所述特定色调的特征值可一皮设置为Vax(a/(a+b)) + Vbx(b/(a+b))。每一相似度可以与所述特定色调的值和所述相似色调的值之间的差成反比。

如果彩色图像的像素的特定亮度不是存储在所述两个或更多表中的亮度 之一，则与该特定亮度与存储在所述表中的亮度中的与该特定亮度最相似的 两个亮度的相似度成比例地计算该特定亮度的特征值。

当与所述两个相似的亮度的相似度分别为c和d,并且所述两个相似的 亮度的特征值分别为Vc和Vd时，所述特定亮度的特征值可被设置为 Vcx(c/(c+d)) + Vdx(d/(c+d))。每一相似度可以与所述特定亮度的值和所述相似亮度的值之间的差成反比。

本发明总体构思的前述和/或其他方面和效用还可通过提供一种通过将 彩色图像转换为单色图像来形成图像的成像设备来实现，该成像设备包括： 图像转换设备，用于将彩色图像转换到表示组成彩色图像的像素的亮度值和 属性值的颜色空间，基于像素的亮度值将彩色图像转换为单色图像，基于与 彩色图像的像素的属性值对应的特征值来修正单色图像的像素的亮度值。

本发明总体构思的前述和/或其他方面和效用还可通过提供一种将彩色 图像转换为单色图像的图像转换设备来实现，该图像转换设备包括：颜色空 间转换部分，用于将彩色图像转换到表示组成彩色图像的像素的亮度值和属 性值的颜色空间；单色转换部分，用于基于像素的亮度值将彩色图像转换为 单色图像；单色修正部分，用于基于与彩色图像的像素的属性值对应的特征 值来修正单色图像的像素的亮度值。

表示亮度值和属性值的颜色空间可包括CIEL*a*b、 YCbCr和HSL之一。

所述亮度值可由明度表示。

所述属性值可由色调表示。

所述单色转换部分用从0至255的明度值来表示单色图像。 所述单色修正部分使用至少一个表来将特征值加到单色图像的像素的亮 度值和^Sl从单色图像的像素的亮度值中减去特征值，其中，所述表中存储有

表示指定数量的色调的唯一亮度修正量的特征值。所述至少 一个表的数量可以与由所述指定数量的色调表示的亮度值对 应，为两个或以上。所述至少一个表的数量为1,并且如果彩色图像的像素的特定色调不是 存储在表中的色调之一 ，则与该特定色调与存储在表中的色调中的与该特定 色调最相似的两个色调的相似度成比例地计算该特定色调的特征值。当与所述两个相似的色调的相似度分别为a和b,并且所述两个相似的 色调的特征值分别为Va和Vb时，所述特定色调的特征值可被设置为 Vax(a/(a+b)) + Vbx(b/(a+b))。比。如果彩色图像的像素的特定亮度不是存储在所述两个或更多表中的亮度 之一，则与该特定亮度与存储在所述表中的亮度中的与该特定亮度最相似的 两个亮度的相似度成比例地计算该特定亮度的特征值。当与两个相似的亮度的相似度分别为c和d,并且两个相似的亮度的特征值分别为Vc和Vd时，所述特定亮度的特征值可被^没置为Vcx(c/(c+d)) + Vdx(d/(c+d))。每一相似度可以与所述特定亮度的值和所述相似亮度的值之间的差成反比。本发明总体构思的前述和/或其他方面和效用还可通过提供一种成像设 备来实现，该成像设备包括用于将彩色图像转换为单色图像的图像转换设备 和成像部分，该图像转换设备包括：颜色空间转换部分，用于将彩色图像转 换到表示组成彩色图像的像素的亮度值和属性值的颜色空间；单色转换部分， 用于基于像素的亮度值将彩色图像转换为单色图像；单色修正部分，用于基 于与彩色图像的像素的属性值对应的特征值来修正单色图像的像素的亮度 值，该成像部分用于将由图像转换设备从彩色图像转换和修正而来的单色图 像形成在打印介质上。本发明总体构思的前述和/或其他方面和效用还可通过提供一种成像设 备来实现，该成像设备包括图像转换设备，用于根据彩色图像的像素的亮度 值以及与像素的属性对应的特征值来将彩色图像转换为单色图像，所述的成 像设备还包括成像部分，用于形成与所述单色图像对应的图像。

所述图像转换设备可包括：颜色空间转换部分，用于将彩色图像转换到 表示组成彩色图像的像素的亮度值和属性值的颜色空间；单色转换部分，用 于基于像素的亮度值将彩色图像转换为单色图像；单色修正部分，用于基于 与彩色图像的像素的属性值对应的特征值来修正单色图像的像素的亮度值。附图说明通过下面结合附图对实施例的描述，本发明总体构思的上述和/或其他方 面和优点将变得明显并更容易理解，其中：图1是示出图像转换处理过程中的原始彩色文档的示图；图2是示出根据传统图像转换方法从原始彩色文档转换成的单色文档的示图；图3是示出根据依据本发明总体构思的示例性实施例的图像转换方法从 原始彩色文档转换成的单色文档的示图；图4是示出根据本发明示例性实施例的图像转换方法的流程图；图5是图4的图像转换方法中所使用的表的示图；图6是示出图4的图像转换方法中所使用的表的数量为1的情况的示图；图7是示出图4的图像转换方法中所使用的表的数量为2或更多的情况 的示图；图8是示出根据本发明总体构思的示例性实施例的成像设备和图像转换 设备的构造的框图。具体实施方式现在，将详细描述本发明总体构思的实施例，其示例表示在附图中，在 附图中，相同的标号始终表示相同的部件。下面，将参照附图描述实施例以 解释本发明。图8是示出根据本发明总体构思的示例性实施例的成像设备100和图像 转换设备110的构造的框图。可由通过对打印对象（如图片或文本）执行图 像处理来在打印介质（如，纸等）上形成图像的打印机、多功能外设等来实 现成像设备100。如图8中所示，成像设备100可包括图像转换设备110和 成像部分120。图像转换设备110将诸如彩色图像的打印对象转换为单色图 像。图像转换设备110可由单独的设备（如计算机系统）来实现。成像部分

120执行打印操作以在打印介质上形成单色图像。成像部分120可使用喷墨 方法、激光方法等来执行打印操作。

如图8中所示，图像转换设备110可包括：颜色空间转换部分lll，用 于将作为打印对象的彩色图像转换到表示组成彩色图像的像素的亮度值和属 性值的颜色空间；单色转换部分112，基于像素的亮度值将彩色图像转换为 单色图像；单色修正部分113,基于与像素的属性值对应的特征值（eigenvalue) 来修正转换后的单色图像的像素的亮度值。

现在，将参照图4更详细地描述图像转换设备110。图4是示出由根据 本发明总体构思的示例性实施例的图像转换设备110执行的图像转换方法的 流程图。

首先，在操作S210,具有彩色图像的彩色文档的颜色数据被输入到图像 转换设备110中。如果彩色图像的像素的红颜色、绿颜色和蓝颜色的值由8 比特表示，则普通文档的颜色数据可由具有0至255的值的颜色空间（被称 为RGB空间）表示。

由于单色图像可仅由亮度数据表示，所以在操作S220，可将RGB空间 转换到示出亮度信息的颜色空间，以便知道彩色图像的像素的亮度数据。这 样的颜色空间转换由颜色空间转换部分111来执行。示出亮度信息的颜色空 间可包括C正I^a^、 YCbCr、 HSL等（其中，Y和L表示亮度信息）。由Y 和L表示的亮度信息可由明度（luminance)表示。例如，如果单色图像可由 8比特表示，则亮度信息可由从0至255的明度值（这也被称为灰度）表示。

从RGB空间获得亮度信息的方法通常使用NTSC (国家电视标准协会） 系统，其由等式Y(L)二Rx0.2989 + Gx0.5780 + Bx0.1140表示。例如，如果输 入的文档包括颜色（R, G， B)=(255, 192, 0), 则灰度值 (Y(L))=255x0.2989+192x0.5780+0x0.1140=188。

当彩色图像的像素由灰度值表示时，在操作S230，该彩色图像被转换为 单色图像。由单色转换部分112执行这一向单色图像的转换。

由单色转换部分112从彩色图像所转换成的单色图像的像素的明度值被 单色修正部分113修正，以使得不同的颜色可以不被转换为相同的单色。

另一方面，成^f象i殳备100还可包括存储部分（未示出），该存储部分存储 包含与颜色的属性值对应的特征值的表，以使得即使包括在输入的文档中的 不同的颜色被转换为相同的单色，最终单色值也可根据输入的颜色信息而变

化。所述表（被称为单色增强表）可被安置在成像设备100的打印驱动器中，

或者可以通过固件或芯片来实现。图5中示出了单色增强表的一个示例。单 色增强表具有颜色的属性以及根据该属性的特征值。颜色的属性可包括色调 (hue)、饱和度等。在下面的描述中，为了解释方便，将考虑色调。特征值 描述单色值根据颜色的属性修正多少。特征值可由以输入颜色数据作为变量 的函数表示，或者可被设置为带有+A号的常量。在下面的描述中，为了解释 方便，将考虑具有+A号的常量。

在操作S240，单色修正部分113使用单色增强表来搜索单色图像的像素 的特征值。使用颜色的属性来搜索特征值。如果颜色的属性为色调，则单色 增强表具有指定数量的色调的特征值。例如，如图5中所示，如果单色增强 表具有12个色调，则这12个色调的特征值具有带有+/-号的常量。可以以各 种方式来确定设置在单色增强表中的特征值。例如，尽管输入的文档的颜色 具有相同的亮度，但是用户所感觉到的亮度根据色调而变化。例如，可能感 觉到黄色比蓝色更亮，可能感觉到绿色比品红色更亮，而可能感觉到青色比 红色更亮。利用这样的特性，可确定12个色调的相对亮度的顺序以及亮度的 变化宽度，然后，基于灰度来设置带有+A号的常量。这些设置的带有+/-号的 常量就是所述色调的特征值。在本实施例中，如图5中所示，最大特征值为 12，最小特征值为-12，特征值的变化宽度为24。然而，可增加变化宽度以加 强变化的程度，可减小变化宽度以减弱变化的程度。

如果颜色的色调值包括在单色增强表中，则可立即找到该色调值的特征 值。然而，在大多数情况下，色调值将不包括在单色增强表中。如果颜色的 色调值不是包括在单色增强表中的色调值之一，则与相似度成比例地计算该 色调的特征值，所述相似度是指与最相似于该色调的两个色调的相似度。例 如，当与所述两个相似的色调的相似度分别为a和b,并且所述两个相似的色 调的特征值分别为Va和Vb时，不被包括的色调值的特征值可被设置为 Vax(a/(a+b》+ Vbx(b/(a+b))。这里，相似度与彩色图像的像素的色调值和两个 相似的色调的值之间的差成反比。

作为一个示例，考虑使用图5中所示的单色增强表确定特征值的过程。 如果输入的文档具有颜色(R, G， B)=(255， 192, 0)，则根据下面已知的程序代 码，这一颜色的色调^皮计算为45°:

void RGBtoHSV( float r， float g, float b， float *h， float *s， float *v ) { float min， max, delta;}

min = MIN( r, g, b ); max = MAX(r， g， b); *v = max; 〃 v; delta — max - min;

if( max != 0 ) *s = delta / max; 〃 s else {〃r = g = b = 0〃s = 0, vis undefined *s = 0; *h = -1; return; }

if( r == max )*h = (g-b) / delta; 〃 between yellow & magenta else if( g == max )*h = 2 + (b-r) / delta; 〃 between cyan & yellow else *h = 4 + (r-g)/ delta; 〃 between magenta & cyan;

*h *= 60; 〃 degrees if(*h < 0 ) *h += 360;

其中，45。不包括在单色增强表中。例如，在图5的单色增强表中，与 45。最相似的色调为30°和60°。与色调值30。和60°与值45。之间的差成反比的 相似度a和b可分别为1/15和1/15， Va和Vb的特征值可分别为-2和12。因 此，45。的特征值可以被设置为-2x(l/15/(l/15+l/15)) +12x(l/15/(l/15+l/15)) =5。在图4的操作S250,由单色修正部分113对找到的特征值进行插值。

图6是示出在根据上述实施例的图像转换方法中所使用的表的数量为1 的情况的示图，图7是示出在根据上述实施例的图像转换方法中所使用的表 的数量为2或更多的情况的示图。在图6和图7中，最高亮度值、最低亮度 值和任意亮度值可分别被定义为B0、 Bn和Bi，每一单色增强表中的色调值 被指示为e0、 e00、 ei0、 en0、.......等。

如图6中所示，仅基于输入文档的颜色的色调来确定特征值需要一个单 色增强表，而如图7中所示，基于输入文档的颜色的色调和亮度来确定特征 值需要两个或更多单色增强表。与色调类似，如果颜色的亮度不是包括在单 色增强表中的亮度值之一，则可以与相似度成比例地计算该亮度的特征值， 所述相似度是指与最相似于该不被包括的亮度的两个亮度的相似度。例如， 当与所述两个相似的亮度的相似度分别为c和d,并且所述两个相似的亮度的 特征值分别为Vc和Vd时，像素的亮度的特征值可^皮设置为Vcx(c/(c+d)) + Vdx(d/(c+d))。这里，相似度与彩色图像的像素的亮度值与两个相似的亮度的 值之间的差成反比。

相应地，如果如图7中所示，单色增强表的数量为两个或更多，则可选 择与最相似于输入文档的颜色的亮度值的两个亮度值对应的单色增强表，然 后，在每一单色增强表中对与输入文档的颜色的色调值最相似的两个色调的 特征值进行插值，以确定最终特征值。即，四个特征值的插值的值成为最终

特征值。最终特征值被称为GEV(灰度增强值）。最终单色值等于亮度值与最终特征值GEV之和，即，Gray—Out = Y + GEV = RxO.29289 + Gx0.5780 + Bx0.1140 + GEV。在操作S260，由单色修正部分113使用插值后的最终特征 值来修正单色值。

在操作S270，使用以这样的方式计算出的最终单色值来产生最终单色图 像。图3是示出根据依据本发明总体构思的实施例的图像转换方法从原始彩 色文档转换成的单色文档的示图。与图2相比，乂人图3中可以看出，原始彩 色文档中的具有不同颜色数据的相邻对象（例如，部分a和b )被转换为具有 不同亮度数据的单色图像（例如，部分a〃和b〃），从而在单色图像上，所有 对象都可彼此区分。

本发明总体构思的各种实施例可被实施为计算机可读记录介质上的计算 机可读代码。计算机可读记录介质可包括适合于存储可随后由计算机系统读 取的数据的任何数据存储装置。计算机可读记录介质的例子包括（但不限于） 只读存储器（ROM)、随机存取存储器（RAM)、 CD-ROM、磁带、软盘、光 学数据存储装置和载波（如通过互联网的数据传输）。计算机可读记录介质还 可分布于联网的计算机系统上，从而计算机可读代码以分布式方式存储和执 行。还可以以硬件或者硬件和软件的组合来实现本发明总体构思的各种实施 例。

从上面的描述清楚的是，本发明总体构思提供一种图像转换方法和设备 以及使用该转换方法和设备的成像设备，该方法和设备能够将原始彩色文档 中的具有不同颜色数据的相邻对象转换为具有不同亮度数据的单色图像，从 而在单色图像上，所有对象都可彼此区分。

此外，本发明总体构思提供一种能够减小图像转换处理中所需的计算量 的图像转换方法和设备以及使用该转换方法和设备的成像设备。

尽管已显示和描述了本发明总体构思的几个实施例，但是本领域技术人 员应该理解，在不脱离在权利要求及其等同物中限定其范围的本发明总体构 思的原理和精神的情况下，可对这些实施例进行改变。