【摘要】：數(shù)字圖像在輸出前必須轉(zhuǎn)換成與輸出設(shè)備深度相同的圖像。圖像半色調(diào)化是一種將深度較高的圖像轉(zhuǎn)換成深度較低的圖像,并且使兩者在視覺上盡可能相似的技術(shù)。圖像半色調(diào)化技術(shù)在涉及圖像輸出的很多領(lǐng)域中有廣泛的用途,如印刷、戶外廣告制作、電視、電子游戲、動畫、聯(lián)機的圖像顯示和網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)阮I(lǐng)域,它是決定輸出圖像質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)。圖像半色調(diào)化技術(shù)對研究輸出圖像的質(zhì)量控制和優(yōu)化、輸出圖像的顏色預(yù)測、針對不同輸出設(shè)備的半色調(diào)化圖像質(zhì)量評價具有重要意義。 在實際應(yīng)用中,圖像輸出設(shè)備存在局限、圖像輸出設(shè)備的多元化、輸出圖像質(zhì)量評價中主觀因素給圖像半色調(diào)化技術(shù)研究和應(yīng)用帶來了挑戰(zhàn)。本文以彩色印刷為應(yīng)用背景,以提高輸出圖像質(zhì)量為目標(biāo),以圖像半色調(diào)化及相關(guān)技術(shù)為研究內(nèi)容,展開了從基于幾何分割的半色調(diào)化抖動矩陣設(shè)計方法,到混合半色調(diào)化的色彩偏移問題,再到半色調(diào)化圖像質(zhì)量評價體系的系列深入研究。主要研究成果包括: (1)針對現(xiàn)有基于Delaunay三角化幾何分割設(shè)計的混合半色調(diào)化抖動矩陣存在陰陽集束網(wǎng)點密度相差懸殊的缺陷,本文提出了通過優(yōu)化幾何分割減少該缺陷方法。該缺陷在實際應(yīng)用中將妨礙集束網(wǎng)點密度的提高,而提高集束網(wǎng)點密度是提高輸出圖像質(zhì)量的關(guān)鍵因素。本研究從歐拉公式推導(dǎo)出了兩條關(guān)于幾何分割的性質(zhì),其中關(guān)于全三角形幾何分割的性質(zhì)可以準(zhǔn)確地解釋造成現(xiàn)有研究成果中陰陽集束網(wǎng)點密度相差懸殊的原因,然后以全四邊形幾何分割的性質(zhì)為依據(jù),提出了優(yōu)化幾何分割的算法。實驗中該算法將頂點數(shù)與子區(qū)域數(shù)的比例從優(yōu)化前的0.5改進到了0.90以上。在該優(yōu)化的幾何分割的基礎(chǔ)上設(shè)計混合半色調(diào)化抖動矩陣時,其陽集束網(wǎng)點和陰集束網(wǎng)點密度之比也相應(yīng)地改進到了0.90以上。 (2)提出了通過擴張初始集束網(wǎng)點中心點集構(gòu)造陰陽集束網(wǎng)點密度相等的混合半色調(diào)化抖動矩陣的方法。它可以在滿足印刷工藝限制的條件下進一步提高混合半色調(diào)化圖像中的集束網(wǎng)點密度,從而提高印刷質(zhì)量。為了驗證擴張中心點集方法的合理性,實驗中將擴張前后的中心點分布轉(zhuǎn)換成半色調(diào)化圖像以比較它們的均勻性。除此之外,還將全四邊形化幾何分割的四邊形與優(yōu)化的幾何分割中四邊形的質(zhì)量因子做比較。實驗結(jié)果表明:擴張前后中心點分布對應(yīng)的半色調(diào)化圖像的峰值信噪比(PSNR)接近,而且全四邊形化幾何分割中四邊形質(zhì)量因子與優(yōu)化的幾何分割中四邊形質(zhì)量因子相比也有所改進。 (3)提出了一種用半色調(diào)化圖像錯位疊加仿真套印誤差,并且用Yule-Nielsen Neugebauer顏色方程和彩色膠印顏色標(biāo)準(zhǔn)ISO12647計算色彩偏移量的方法。實驗中將本論文研究設(shè)計的混合半色調(diào)化抖動矩陣的色彩偏移量與調(diào)幅半色調(diào)化的色彩偏移量比較后得到如下結(jié)論:用三個不同的隨機數(shù)種子生成的混合半色調(diào)化抖動矩陣的色彩偏移量與調(diào)幅半色調(diào)化的色彩偏移量接近,色彩均勻性也接近。因此,用本論文方法設(shè)計的混合半色調(diào)化抖動矩陣,其色彩偏移量完全可以滿足印刷工藝的要求。 (4)提出了一個統(tǒng)一的針對不同圖像輸出設(shè)備的基于非理想打印機模型的半色調(diào)化圖像質(zhì)量評價體系。本論文研究用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的膨漲運算(Dilate)仿真印刷工藝過程的網(wǎng)點擴大現(xiàn)象,并將膨漲運算參數(shù)與膠印網(wǎng)點擴大曲線擬合,加上本文提出的小網(wǎng)點過濾算法,建立了面向膠印工藝過程的非理想打印機模型。結(jié)合人類視覺系統(tǒng)(HVS)模型計算人眼感知的圖像,實驗檢驗了基于非理想打印機模型的的半色調(diào)化圖像質(zhì)量評價方法。本論文研究的實驗表明,用該評價方法比基于理想模型的評價方法得到的結(jié)果更接近膠印生產(chǎn)的實際。
[Abstract]:The digital image must be converted to the same image as the output device depth before the output. Image halftone is a technique that converts a higher depth image into a lower depth image, and makes both visually similar. The image half-tone technology has a wide application in many fields involving image output, such as printing, outdoor advertisement production, television, video games, animation, on-line image display and network transmission, etc., which is the key technology to decide the quality of the output image. The image half-tone technique is of great significance to the quality control and optimization of the output image, the color prediction of the output image, and the semi-tone image quality evaluation for different output devices. in that practical application, the limitation of the image output device, the diversification of the image output device, the subjective factor in the quality evaluation of the output image are brought to the research and application of the image semi-tone technology research and application, In this paper, based on the background of color printing, this paper aims to improve the quality of the output image, and based on the half-tone and related techniques of the image, the design method of the half-tone dither matrix based on the geometric segmentation is expanded to the color shift of the mixed half-tone. In-depth analysis of the quality evaluation system of the half-tone image Research. Main research results The method comprises the following steps of: (1), aiming at the defects that the existing hybrid half-tone dither matrix based on the Delaunay triangulation geometric division design exists in the difference of the density of the positive and negative cluster dots, and the reduction of the geometric division is proposed in the paper, The defect is to improve the density of the cluster dots in the practical application, and to improve the density of the cluster dots is to improve the quality of the output image. The key factors of the study are derived from the Euler's formula, and the properties of the geometric segmentation are derived from the Euler's formula, in which the properties of the full-triangular geometric segmentation can be used to explain the causes of the difference between the density and the density of the positive and negative cluster dots in the existing research results. The optimization of the geometry is put forward based on the properties. in the experiment, the ratio of the number of vertices to the number of subareas is improved from 0. 5 before the optimization to 0. More than 90. When the hybrid half-tone dither matrix is designed on the basis of the optimized geometric segmentation, the ratio of the density of the male and female cluster outlets is also improved to 0. and (2) a mixed half-tone with the same density of the positive and negative cluster dots is constructed by expanding the center point set of the initial bundle branch point, The method of the invention can further improve the density of the cluster dot in the mixed semi-tone image under the condition that the printing process is limited, so as to improve the printing quality. in order to verify the rationality of the expansion center point set method, the center point distribution before and after expansion is converted into a half-tone image in the experiment to In addition, the quadrilateral and the optimized geometric partition of the whole-quadrilateral geometry are also divided into four. The experimental results show that the peak signal-to-noise ratio (PSNR) of the half-tone image corresponding to the distribution of the center point before and after expansion is close to that of the half-tone image, and the quadrilateral quality factor and the quadrilateral quality in the optimized geometric partition are the same. (3) A simulated overprint error with half-tone image is presented, and the Yule-Nielsen Neugebauer color equation and the color offset color standard ISO1264 are used. 7. The method of calculating the color offset. In the experiment, the color offset of the mixed half-tone dither matrix and the color shift of the amplitude-modulated half-tone are studied in this paper. The results are as follows: the color offset of the mixed half-tone dither matrix generated with three different random number seeds and the color offset of the amplitude-modulated half-tone As a result, the mixed half-tone dither matrix is designed in this paper, and its color offset is complete. the requirements of the printing process can be met. (4) a unified non-ideal printer model for different image output devices A semi-tone image quality evaluation system based on mathematical morphology is studied in this paper. In addition, the small-point filtering algorithm proposed in this paper has set up the face-oriented glue. A non-ideal printer model for the process of printing process. The human visual system (HVS) model is used to calculate the image of human eye perception, and the model based on the non-ideal printer is tested. The experimental results of this paper show that the evaluation method is more effective than the evaluation method based on the ideal model.
【學(xué)位授予單位】：國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：TP391.41

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本文編號：2333677