Birkaç Ortak Dijital Yarı Ton Algoritması hakkında konuşmak
Biz Shenzhen Çin'de büyük bir baskı şirketiyiz. Biz tüm kitap yayınları, ciltli kitap baskı, papercover kitap baskı, ciltli defter, spiral kitap baskı, eyer stiching kitap baskı, kitapçık baskı, ambalaj kutusu, takvimler, PVC her türlü ürün broşürleri, notlar, Çocuk kitabı, çıkartmalar, tüm sunuyoruz özel kağıt renkli baskı ürünleri çeşitleri, oyun kartelası vb.
Daha fazla bilgi için lütfen ziyaret edin
http://www.joyful-printing.com. Sadece ENG
http://www.joyful-printing.net
http://www.joyful-printing.org
email: info@joyful-printing.net
Yarım ton teknolojisi, bir asırdan uzun süredir baskıda kullanılmaktadır ve 40 yılı aşkın süredir dijital çıkış cihazlarında kullanılmaktadır. Lazer yazıcılar, inkjet yazıcılar, dijital yazıcılar, dijital kameralar ve plazma ekranları gibi dijital çıkış cihazlarının artan kullanımı ile dijital yarı ton teknolojisi, üreticiler ve araştırma kurumlarından büyük ilgi görmüştür. Baskı ve görüntü çıktısı alanındaki uygulamalarına ek olarak, dijital yarı ton teknolojisi, sıkıştırma depolama, tekstil ve ilaç alanlarında da kullanılmaktadır. Bu nedenle, dijital yarı ton teknolojisinin önemli teorik önemi ve kullanım değeri vardır.
Hepimizin bildiği gibi, dijital yarı ton teknolojisi, görüntülerin, matematik ve bilgisayarlar gibi araçları kullanarak, insan görsel özellikleri ve görüntü renklendirme özelliklerine dayalı ikili (veya çok renkli ikili) boyama aygıtlarında en iyi şekilde üretilmesini sağlayan bir teknolojiyi ifade eder. . Dijital yarı ton, insan gözünün düşük geçişli bir özelliğidir. Belirli bir mesafede bakıldığında, insan gözü, görüntünün bir bütün olarak mekansal olarak yakın bir kısmını dikkate alır. Bu özellik ile, insan gözü tarafından gözlenen yarı tonlu görüntünün yerel ortalama gri skalası, orijinal görüntünün yerel ortalama gri değerine yaklaşmakta, böylece bir bütün olarak sürekli bir ton efekti meydana getirmektedir.
Dijital yarı tonların ve farklı alanların uygulama özelliklerine bağlı olarak birçok algoritma önerilmiştir. Algoritmanın işlem yöntemine göre sınıflandırıldığında, nokta işleme algoritmasına, mahalle işleme algoritmasına ve yinelemeli yönteme bölünebilir. Nokta işleme algoritması, baskı endüstrisindeki geleneksel temas tarama sürecini simüle etmek için dijital bir yaklaşım kullanan en basit yöntemdir. Üretilen yarım ton görüntüdeki her piksel birimi, yalnızca pikselin geçişine bağlıdır. En önemli yöntemler yarım tonlu şablon yöntemi ve dithering metodudur; mahalle işleme algoritması, yarı tonlu görüntünün piksel değerini elde etmek için işlenecek sürekli modüle edilmiş görüntünün mahallindeki çok sayıda piksel hesaplar. Bu algoritmaların daha tipik olanı, hata yayılma algoritmasıdır; Yinelemeli yöntem, optimal bir yarı ton görüntüsü elde etmek için çoklu karşılaştırma hesaplamaları gerektiren yinelemeli bir işlem algoritmasıdır. Bu nedenle, en büyük hesaplama miktarına sahiptir. Bu makalede esas olarak birkaç temsilci dijital yarı ton algoritması tanıtılmaktadır.
İlk olarak, dither algoritması sipariş edildi (sipariş edilen dither)
Bu tarama algoritmasında, giriş görüntüsü periyodik bir eşik matrisiyle (veya bir tarama matrisi olarak adlandırılır) karşılaştırılır. N'nin eşik matrisinin periyodunu tanımladığı bir eşik matrisi.
Belirli bir eşik matrisi t (n) için, sıralı jitter tarama algoritması aşağıdaki gibi tanımlanabilir:
(1) Giriş görüntüsü normalleştirilmelidir, yani 0 ≤ x (n) ≤ 1. H (n) = 0 olduğunda, yarım ton çıktı pikseli beyazdır ve h (n) = 1 olduğunda, yarı tonlu piksel siyah bir nokta. Eşik matrisi, parlaklık azaldıkça noktaların siyah nokta haline geldiği sırayı belirler ve bu da yarı tonlu görüntünün kalitesini belirler. Sipariş edilen dithering algoritması, farklı eşik matris tasarımlarıyla farklı özelliklere sahiptir. En basit eşik matrisi, her pikselin sabit bir değer olduğu bir matristir: t (n) = 0.5. Görüntüye böyle bir eşik matrisine sahip sıralı bir dithering algoritması uygulanırsa, sürekli ton görüntüsünün detaylarının çoğu kaybolur ve sonuçta ortaya çıkan yarı ton görüntüsü, orijinal sürekli ton görüntüsüne kıyasla büyük bir distorsiyona sahiptir.
Genel olarak, sıralı jitter, nokta-kümelenmiş sıralı jitter ve nokta-ayrık sıralı titreşime bölünür. Noktadan toplanan sıralı jitterin tarama matrisi, yarım ton işlemeyi simüle etmek için dikkatlice tasarlanmıştır. Sürekli olarak ayarlanan görüntünün piksel yoğunluğu azaldığında, pikseller etrafında noktalar oluşturulur. Ayrık sipariş verilen jitter için tasarım kuralları Bayer tarafından önerilmiştir. Onun araştırması, ideal parlaklıktaki yapay dokuların görünürlüğünün, farklı parlaklık seviyelerindeki nokta modellerinin Fourier analizi ile elde edilebileceğini göstermektedir. Düzgün bir renk bloğunun nokta modeli farklı dalga boylarında bileşenlere sahip olduğunda, sonlu dalga boyundaki en uzun dalga boyuna karşılık gelen bileşen, en yüksek görünürlüğe sahip olan bileşendir. Bu standarda dayanarak, Bayer optimize edilmiş bir eleme matrisi tasarladı ve bu matrisin ayrık ve sıralı vuruşunu uygulayarak elde edilen yarım tonlu görüntü, daha göze çarpan detaylar içeriyor.
Nokta-kesikli sıralı jitter, "noktaların eklenmesi" nedeniyle daha fazla ayrıntıyı korumasına rağmen, pratik uygulamalarda nokta-kümelenmiş sıralı jitter sıklıkla kullanılır. Nokta kazancı, yazıcının ideal olmayan yapısından kaynaklanır, ancak ideal bir yazıcının, kareler gibi önceden tanımlanmış geometrilere sahip noktalar üretebileceği varsayılabilir, ancak önceden tanımlı mürekkep difüzyonuna bağlı olarak noktalar oluşturulur. çevreleyen piksellere geometriler. Fenomeni artırın. Sürekli olarak ayarlanan görüntünün piksel yoğunluğu düştüğünde, nokta çevreleyen piksellerden oluşturulacak, böylece nokta toplanan sıralı titreşimin nokta kazanımını önleme olasılığı daha yüksektir, bu şekilde noktalı resim görüntüsündeki nokta kazancı etkisini azaltır. bütün.
İkincisi, hata yayılma algoritması (Hata Dağılımı)
Hata yayılım algoritması, Floyed-Steinberg tarafından ilk kez önerilen popüler ve yarı tonlu bir efekt algoritmasıdır. Bu algoritma, basın için daha yüksek bir yarı ton kalitesi sağlayan ve nokta kazancına neden olmayan, piksellerin anizotropik dağılımı ile zengin bir yarı ton görüntüsüne neden olan mahalle işlemeyi gerektirir.
Temel fikir, ilk olarak görüntü piksellerini belirli bir tarama yolu eşiğine göre nicelleştirmek ve sonra kuantizasyon hatasını bitişik işlenmemiş piksellere belirli bir şekilde yaymaktır. Hata yayılımının şematik diyagramı Şekil 1'de gösterilmiştir.
Şekil 1 Hata yayılım şeması
Q (.) Eşik kuantizasyon fonksiyonu olduğunda, u (m, n) pikselin gri değerinin ve kısmi kuantizasyon hatasının toplamıdır. U (m, n) eşik değerden büyükse, Q (.) Değeri l'dir, aksi halde değer 0'dır. E (m, n) kuantizasyon hatasıdır, x (m, n) giriş sinyalidir x (m, n) ∈ [0,1]. U (m, n) 'nin eşik işlemi, bir gösterim sinyalinde b (m, n), b (m, n) ∈ [0,1] ile sonuçlanır. H, h (k, l) filtre katsayısına sahip olan ve mevcut olan bir hata yayılma filtresidir.
Hata yayılma algoritması aşağıdaki formülle ifade edilebilir: (2) - (4)
Üçüncü olarak, nokta difüzyon yöntemi (Dot Diffusion)
Knuth tarafından önerilen noktalı yayılan yarım ton algoritması, hata yayılımının avantajlarını korumaya çalışırken paralel işlem sağlayan bir algoritmadır. Nokta yayılım algoritmasının sadece bir tasarım parametresi vardır, piksellerin yarı tonlarla işlendiği sırayı belirleyen sınıf matrisi C. Sürekli tonlu görüntü pikselinin konumu IJ sınıflarına bölünür ve I ve J değişmez tam sayılardır. Tablo 1, tabloda 64 rakamı olan klasik matrisin bir örneğidir.
Tablo 1 8 × 8 optimizasyon sınıfı matrisi
Sabit bir k için piksel değerleri normalleştirilmiş bir sürekli ton görüntüsü tanımlamak için, k'ye ait olan tüm pikselleri işler ve aşağıdaki gibi yarım ton piksel değerlerini tanımlarız:
(5) Hata, sekiz alanı gözlemleyerek, orijinal sürekli ton görüntü piksel değerleri (örneğin, yarım tonlarca işlenmemiş olanlar) ile daha yüksek sınıf sayıları olan mahallelerin sürekli ton değerlerini değiştirir. Kısacası, daha fazla sayıda derse sahip bir mahalle şu şekilde değiştirilir:
Dik açılı mahalleler için, (6-a)
Çapraz mahalleler için, (6-b)
Bunlar arasında, tüm mahallelere eklenen hataların toplamının tam olarak olmasını sağlamaktır. Sağ açı komşuluğunda ek bir parametre 2 vardır, çünkü yatay ve dikey yönlerdeki hatalar diyagonal yöndeki hatalardan daha belirgindir.
Bundan sonra, k + 1 sınıfı ile sürekli ton pikseli de benzer şekilde işlenir. Geçerli piksel değeri artık orijinal sürekli ton piksel değeri değil, ancak (6) formülüne göre ayarlanır. Algoritma iptal edildikten sonra, sinyal bir yarım ton sonucudur.
Şekil 2 Hata bir pikselden mahalleye yayılıyor
Şekil 2, nokta yayılma sürecini göstermektedir. Matristeki sayılar, sınıf matrisinin elemanlarıdır, daire sayıları, difüzyon katsayılarının ilişkili ağırlık değerleridir ve daha yüksek sınıf sayıları 33 olan mahalleler 58, 45, 42, 40, 63, 47'dir. 33'te üretilen hata, bu örnekte 2 + 1 + 2 + 1 + 2 + 1 = 9 olan difüzyon katsayılarının korelasyon ağırlıklarının toplamına göre ilgili alikuotlara bölünür. Ardından sağ köşedeki mahalleye ve diyagonal mahallede 2e'ye atayın. Toplamda 64 seviye bulunduğundan, algoritma 64 adımda tamamlanır.
Dördüncü, yinelemeli yarı ton algoritması
Yinelemeli yarı ton algoritması fikri ilk olarak basit bir yöntemle başlangıçtaki yarım ton görüntüsünü elde etmek ve daha sonra ilk yarı ton görüntüsünü iteratif olarak işlemden geçirmektir, böylece her bir işlem tarafından elde edilen yarı tonlu görüntü daha küçük bir hataya ve son olarak da görsel maksimum değere sahiptir. Mükemmel yarı tonlu görüntü. Yinelemeli yarı ton algoritmasının avantajı, ortaya çıkan yarı ton görüntüsünün, esasen yapısal bir yapıya sahip olmayan mükemmel görsel efektlere sahip olmasıdır; ve zengin tonları doğru şekilde çoğaltabilir. Bununla birlikte, bu algoritmanın hesaplama karmaşıklığına dayanarak, iteratif yarı ton algoritmasının genellikle gerçek zamanlı işlemede kullanılması zordur ve sadece standart bir test programı olarak kullanılabilir.
Doğrudan ikili arama metodu (DBS), bir HVS modeli ve işlenmiş yarı ton görüntüsü ile sürekli ton görüntüsü arasındaki görünür hatayı azaltmak için bir cihaz modeli uygular. HVS modeli, bir doğrusal kayma değişmez alçak geçiren filtre ile temsil edilir. Bu filtrenin frekans cevabı aşağıdaki gibi tanımlanmıştır:
(7)
Retinanın karşılık gelen açısının frekans değişkeni nerede, L ortalama parlaklıktır, c = 0.525 d = 3.91.
E [m, n] hata görüntüsünü tanımlayın ve tanımlayın (8)
F [m, n] 'nin sürekli bir ton görüntüsü olduğu ve g [m, n]' nin karşılık gelen bir yarı tonlu görüntü olduğu yerde, yarım tonlu görüntü ile sürekli tonlu görüntü arasındaki görünür hata (9) olarak ifade edilebilir.
X, çıktı cihazının adreslenebilir noktasının rasterine karşılık gelir; ve yazdırılan nokta filtreyle uyuşuyor, daha geniş bir aralıkta olacağız.
DBS ve orijinal görüntü tarafından üretilen tüm yarım tonlu görüntü arasındaki toplam hata:
(10) (9) 'a (10)' e ikame etme, E aşağıdaki gibi hesaplanabilir.
(11) Bunlar arasında, yazdırılabilir kılavuzun ayrık noktaları arasındaki çapraz düzeltme işlevi bulunur.
DBS, hata E'yi azaltmak için yinelemeli bir değişim programı kullanır. Bu algoritma, yarı tonlu görüntülerin her biri için, rastgele elde edilen ilk yarı ton görüntüsünden başlayarak, soldan sağa ve yukarıdan aşağıya doğru tüm yarım tonlu görüntüyü tarar. Piksel, pikselin ters çevrilmesi ve değerini çevreleyen sekiz pikselle değiştirerek elde edilen yarı tonlu görüntünün değerini değerlendirir. Değişikliklerden herhangi biri, hatayı azaltırsa, hata azalmasına neden olan dönüşüm korunur ve yukarıdaki işlem, tüm işlem dönüşüm işlemi gerçekleşene kadar yarı ton görüntüsünde tekrar tekrar gerçekleştirilir ve DBS algoritması sona erer.
V. Özet
Genel olarak, bu yarı ton algoritmalarında, üretilen en iyi yarı ton görüntü kalitesi, yinelemeli bir algoritmadır, ancak hesaplama karmaşıklığı nedeniyle, genellikle gerçek zamanlı işleme algoritmalarında kullanılmaz. Hata yayılma algoritması şu anda en popüler yarı ton algoritmasıdır ve ortaya çıkan yarım ton görüntüsünün belirgin bir hareli ve iyi görsel etkisi yoktur. Titreşim algoritmasının uygulanması basittir, ancak ton reprodüksiyonu, uzaysal çözünürlük ve görünür dokuda bazı kusurları vardır. Nokta yayılım algoritması paralel işlemeyi gerçekleştirir, ancak yarım ton görüntüsünün kalitesinin iyileştirilmesi gerekir.