数字半色调技术PDF电子书下载

第一章 概述 1

1.1 模拟加网技术 1

1.1.1 木模雕刻半色调模拟 1

1.1.2 早期随机加网技术 2

1.1.3 摄影对印刷和半色调技术的影响 2

1.1.4 连续调与半色调复制 3

1.1.5 投影网屏 4

1.1.6 接触网屏 5

1.1.7 网屏对连续调图像的分割作用 6

1.1.8 其他模拟半色调技术 6

1.2 数字半色调的起源 7

1.2.1 直接加网与分色变革 7

1.2.2 电子加网 8

1.2.3 激光加网技术 9

1.3 发展中的数字半色调技术 10

1.3.1 连续调与半色调 10

1.3.2 数字半色调分类 11

1.3.3 幅度调制半色调 12

1.3.4 频率调制半色调 13

1.3.5 迭代优化处理半色调 14

1.3.6 数字半色调技术的现代进展 15

1.4 半色调图像处理 16

1.4.1 逆半色调技术 17

1.4.2 半色调数据压缩 17

1.4.3 数据隐藏与水印 19

第二章 连续调图像的阶调重构 20

2.1 像素描述 20

2.1.1 模拟连续调图像 20

2.1.2 数字图像的像素描述 21

2.1.3 连续调图像的半色调表示 22

2.1.4 半色调模拟连续调的视觉依据 23

2.1.5 眼睛的非线性特征 24

2.2 连续阶调的重构 24

2.2.1 采样 25

2.2.2 量化 26

2.2.3 记录栅格与设备像素 27

2.2.4 邻域处理 28

2.2.5 点处理 28

2.3 连续调图像的物理重构 29

2.3.1 市场需求 29

2.3.2 图像再现系统 30

2.3.3 处理流程 32

2.3.4 半色调处理 33

2.3.5 半色调图像到硬拷贝输出物理重构 33

2.4 半色调图像质量评价 35

2.4.1 值半色调重构的准确度问题 35

2.4.2 平均方差距离质量测度 36

2.4.3 频域测度 37

2.4.4 成对相关系数 38

2.4.5 径向平均功率谱 39

第三章 幅度调制半色调 40

3.1 抖动处理 40

3.1.1 抖动 40

3.1.2 有序抖动 41

3.1.3 记录点集聚有序抖动 42

3.2 网点及相关要素 43

3.2.1 方向敏感性 43

3.2.2 半色调单元 44

3.2.3 设备像素形状与半色调单元的精细程度 44

3.2.4 网点三要素 45

3.2.5 加网质量因子 46

3.2.6 设备分辨率与半色调单元的关系 48

3.2.7 网点层次与网点频率 48

3.3 传统网点的数字模拟 49

3.3.1 数字网点生成方法概述 50

3.3.2 记录点集聚有序抖动矩阵 51

3.3.3 网点结构的周期性考虑 52

3.3.4 阈值法 52

3.3.5 模型法 53

3.3.6 生长模型法 54

3.3.7 正字阶调等级法 54

3.3.8 两种栅格类型的网屏设计 55

3.4 有理正切加网 56

3.4.1 数字加网的核心问题 56

3.4.2 常用网点角度的实现 57

3.4.3 有理正切加网及其特点 58

3.4.4 近似网点角度的由来 59

3.4.5 实际网点频率 59

3.5 无理正切加网 60

3.5.1 基本几何关系 60

3.5.2 解决角点不重合的措施 61

3.5.3 强制角点对齐的数学分析 62

3.6 超细胞结构加网技术 63

3.6.1 逼近15°角的数学分析 63

3.6.2 半色调单元要求 64

3.6.3 超细胞结构 64

3.6.4 微观集聚半色调算法 66

3.6.5 多中心点超细胞加网实现技术的应用 67

3.6.6 超细胞结构的频域描述 68

3.6.7 不良图案效果的纠正 69

第四章 记录点分散有序抖动 71

4.1 伪随机阈值方法 71

4.1.1 记录点分散有序抖动的含义 71

4.1.2 抖动矩阵 72

4.1.3 全局固定阈值方法 73

4.1.4 线条稿自适应局部阈值方法 74

4.1.5 平均约束阈值方法 75

4.2 模式抖动 76

4.2.1 伪随机阈值方法 76

4.2.2 模式抖动的数学基础 77

4.2.3 高阶模式抖动矩阵 78

4.2.4 处理技巧 79

4.2.5 模式抖动的优缺点 80

4.2.6 彩色图像的模式抖动适用性 80

4.2.7 阈值矩阵优化 81

4.3 递归拼贴法 82

4.3.1 规则栅格拼贴 82

4.3.2 递归过程 83

4.3.3 效果讨论 84

4.4 空白与集聚抖动矩阵生成方法 85

4.4.1 递归拼贴与模式抖动的不足 85

4.4.2 方法概述 86

4.4.3 空白与集聚查找 86

4.4.4 初始二值图像 87

第五章 记录点分散随机抖动与蓝噪声 89

5.1 白噪声抖动 89

5.1.1 白噪声 89

5.1.2 频域特征 90

5.1.3 白噪声抖动效果评价方法 91

5.1.4 功率谱分布 92

5.2 误差扩散 92

5.2.1 概况 92

5.2.2 误差扩散法的起源 93

5.2.3 经典误差扩散法 94

5.2.4 误差过滤器 95

5.2.5 使用要点 95

5.2.6 非期望纹理与解决措施 96

5.2.7 阈值调制 98

5.2.8 硬拷贝输出应用 99

5.2.9 彩色输出 99

5.3 误差扩散的蓝噪声特征 100

5.3.1 噪声名称 101

5.3.2 主波长计算 101

5.3.3 蓝噪声特征 102

5.3.4 功率谱与各向异性特点 103

5.3.5 蓝噪声半色调图像的空间域统计特征 104

5.4 各种误差扩散法及相关问题 105

5.4.1 改善半色调图像质量的措施 105

5.4.2 蠕虫效应 106

5.4.3 降低蠕虫效应的误差过滤器 107

5.4.4 阶调相关误差扩散 108

5.4.5 误差扩散与σ-δ调制 109

5.4.6 边缘增强误差扩散 110

5.4.7 误差图像 110

5.5 蓝噪声蒙版 111

5.5.1 蓝噪声蒙版的基本特性 111

5.5.2 蓝噪声蒙版的构造方法 112

5.5.3 误差扩散与蓝噪声蒙版处理结果比较 113

5.5.4 蓝噪声蒙版结构修正法 114

5.5.5 功率谱方法 115

5.5.6 平均功率谱比较 116

第六章 调频和复合加网技术 117

6.1 幅度调制和频率调制 117

6.1.1 传统网点的幅度调制特点 117

6.1.2 调频网点 118

6.1.3 幅度调制与频率调制加网的区别 119

6.1.4 典型半色调图像的随机性分析 120

6.1.5 误差扩散法的频率调制特点 121

6.1.6 一阶和二阶调频网 122

6.1.7 过渡区域处理 123

6.1.8 频率调制半色调的工艺实现 123

6.1.9 复制能力与复制质量 124

6.2 绿噪声与复合加网 126

6.2.1 幅度调制与频率调制的细节再现 126

6.2.2 复合加网的必要性 127

6.2.3 AM与FM复合加网 128

6.2.4 绿噪声的基本特点与半色调技术类型 129

6.2.5 从蓝噪声到绿噪声 129

6.2.6 绿噪声的功率谱统计特征 130

6.2.7 空间统计特征 131

6.3 复合半色调的实现技术 132

6.3.1 输出相关反馈误差扩散 132

6.3.2 腐蚀与膨胀蒙版生成复合半色调 133

6.3.3 块误差扩散绿噪声 134

6.3.4 其他典型绿噪声方法 134

6.3.5 四参数控制绿噪声方法 135

6.3.6 误差加权系数随机扰动绿噪声 136

6.3.7 十六参数控制绿噪声半色调 136

6.3.8 半色调图像对比 137

第七章 迭代优化数字半色调技术 139

7.1 直接二值搜索算法 139

7.1.1 问题的提出 139

7.1.2 基本算法 140

7.1.3 直接二值搜索算法的性能特征 141

7.1.4 初始二值图像选择 142

7.1.5 与其他算法的复杂性比较 143

7.2 遗传算法 144

7.2.1 灰度等级畸变补偿方法概述 144

7.2.2 遗传算法基础 145

7.2.3 算法流程与最小平方准则 146

7.2.4 随机搜索与遗传算子 147

7.3 进化计算半色调技术 148

7.3.1 算法基础 148

7.3.2 质量评价 149

7.3.3 两种实现技术 150

7.4 打印机模型 151

7.4.1 打印机模型分类 151

7.4.2 记录点搭接激光打印机模型 152

7.4.3 基于测量的打印机模型 153

7.4.4 喷墨打印机模型 154

7.5 利用打印机模型的半色调算法 155

7.5.1 记录点搭接打印机模型修正误差扩散算法 155

7.5.2 基于模型的最小平方半色调算法 156

7.5.3 基于喷墨打印机模型的阶调相关误差扩散 157

7.6 退火算法 158

7.6.1 视觉调制传递函数与视觉成本函数 158

7.6.2 随机退火优化 159

7.6.3 半色调处理效果 160

第八章 彩色数字半色调 161

8.1 基本问题 161

8.1.1 单色半色调与彩色半色调 161

8.1.2 半色调图像组合的因果关系 162

8.1.3 标量半色调 163

8.1.4 矢量半色调 164

8.1.5 最小亮度波动准则 165

8.2 彩色误差扩散 166

8.2.1 可分离误差扩散 166

8.2.2 色度量化误差扩散 166

8.2.3 追求最小亮度波动的彩色误差扩散 167

8.2.4 高质量省墨彩色误差扩散 168

8.2.5 蓝噪声蒙版三色抖动处理 169

8.2.6 嵌入式彩色误差扩散 171

8.3 蓝噪声蒙版与绿噪声彩色半色调 172

8.3.1 基本蓝噪声算法的彩色复制适应性 172

8.3.2 彩色半色调蓝噪声蒙版算法 173

8.3.3 自适应蓝噪声蒙版彩色半色调 174

8.3.4 Levien绿噪声彩色半色调 174

8.3.5 绿噪声蒙版彩色半色调 175

8.4 直接二值搜索彩色半色调处理 177

8.4.1 均衡原则 177

8.4.2 着色剂路径选择 178

8.4.3 彩色波动函数及其最小化 178

8.4.4 彩色直接二值搜索 179

8.5 彩色半色调颗粒度 180

8.5.1 半色调图像的颗粒度 180

8.5.2 墨粉数量波动模型 181

8.5.3 分色版颗粒度 181

8.5.4 半色调综合颗粒度 182

第九章 沃罗诺伊图与空间填充曲线半色调应用 184

9.1 基于沃罗诺伊图的半色调算法 184

9.1.1 伪随机空间马赛克结构 184

9.1.2 沃罗诺伊图 185

9.1.3 输出设备空间的伪随机“瓷砖”排列 186

9.1.4 生成半色调图像的典型方法 187

9.1.5 沃罗诺伊幅度调制半色调 188

9.1.6 点画法半色调处理应用 188

9.2 空间填充曲线 189

9.2.1 概述 189

9.2.2 销售人员旅行问题的启发 190

9.2.3 Peano空间填充曲线 191

9.2.4 希尔伯特曲线 192

9.3 空间填充曲线误差扩散应用 193

9.3.1 栅线扫描的主要缺点 193

9.3.2 空间填充曲线与扫描路径 194

9.3.3 随机空间填充曲线 194

9.3.4 基于随机空间填充曲线扫描路径的误差扩散 195

9.4 空间填充曲线记录点集聚半色调 196

9.4.1 空间填充曲线的连续性和非定向性 196

9.4.2 基于空间填充曲线抖动处理的主要步骤 196

9.4.3 自适应随机空间填充曲线加网 197

9.4.4 记录点集聚尺寸固定彩色半色调 198

9.4.5 自适应集聚尺寸彩色半色调 199

9.4.6 周期性记录点集聚抖动 200

第十章 数字印刷半色调技术 202

10.1 半色调技术的数字印刷适用性 202

10.1.1 半色调技术对数字印刷的贡献 202

10.1.2 静电照相与喷墨印刷对半色调图像的基本要求 203

10.1.3 数字印刷半色调处理面临的挑战 204

10.1.4 有理正切与无理正切加网 205

10.1.5 线条网与点状网 206

10.2 数字印刷半色调处理结果评价 206

10.2.1 考虑记录点畸变的必要性 206

10.2.2 常数灰度等级区域 207

10.2.3 灰度等级缓慢变化的区域 208

10.2.4 灰度等级迅速改变的区域 209

10.3 数字印刷频率调制半色调处理 209

10.3.1 误差扩散的数字印刷应用 209

10.3.2 近优化彩色半色调 210

10.3.3 两次通过喷墨模式 211

10.3.4 考虑两次通过打印模式的误差扩散算法 212

10.3.5 扩展非线性有序抖动与修正误差扩散 213

10.4 特殊超细胞结构数字印刷应用 214

10.4.1 电子套印无理正切加网 214

10.4.2 静电照相数字印刷复合加网技术 215

10.4.3 沃罗诺伊图特殊超细胞结构划分 216

10.4.4 沃罗诺伊迭代 216

10.4.5 特殊超细胞结构复合加网的实现 217

10.4.6 复制效果 218

10.5 静电照相数字印刷半色调处理的特殊问题 218

10.5.1 充电过程数字半色调考虑的物理基础 219

10.5.2 基于排斥电位的数字半色调算法 220

10.5.3 静电照相显影过程与半色调处理的关系 221

10.5.4 典型记录点集聚有序抖动矩阵 221

第十一章 逆半色调 223

11.1 复合滤波法去网 223

11.1.1 查找表法和滤波法 223

11.1.2 低通滤波法 224

11.1.3 基于低通滤波的改善方法 225

11.1.4 网点参数估计 226

11.1.5 复合滤波方法 227

11.2 误差扩散图像连续调重构方法 228

11.2.1 误差扩散图像逆半色调方法概述 228

11.2.2 低通滤波尝试 229

11.2.3 一次通过逆半色调方法 230

11.2.4 平滑滤波器设计 230

11.2.5 梯度估计 232

11.3 神经网络逆半色调方法 233

11.3.1 神经元结构 233

11.3.2 神经网络的层次结构关系 234

11.3.3 学习方法与连续调重构 235

11.3.4 重构效果评价 236

11.4 基于小波变换的逆半色调技术 237

11.4.1 低通滤波法重构连续调效果的缺点 237

11.4.2 小波解码 238

11.4.3 频率和空间相关问题 239

11.4.4 半色调分块小波变换去网 240

第十二章 莫尔条纹与玫瑰斑 242

12.1 莫尔条纹 242

12.1.1 线条莫尔条纹 242

12.1.2 网点图像叠印莫尔条纹 243

12.1.3 超细胞结构与自动莫尔条纹 244

12.1.4 视觉效应最小化的理想角度 244

12.1.5 莫尔条纹周期 245

12.1.6 网点图像叠加的莫尔条纹计算 246

12.1.7 自动莫尔条纹的频率混叠问题 248

12.1.8 附加图像的莫尔条纹 248

12.1.9 莫尔条纹的正交性 250

12.1.1 0加网线数与莫尔条纹线数比 251

12.2 二阶莫尔条纹 251

12.2.1 两两相隔15°叠印的二阶莫尔条纹 252

12.2.2 交叉60°叠印二阶莫尔条纹 253

12.3 玫瑰斑及其结构特点 254

12.3.1 玫瑰斑结构 254

12.3.2 结构分析 254

12.3.3 中心点玫瑰斑与空心玫瑰斑 255

12.3.4 玫瑰斑规律与特征 256

12.4 随机莫尔条纹 257

12.4.1 低分辨率设备的半色调复制特点 258

12.4.2 频率调制与幅度调制半色调图像叠加的频域比较 258

12.4.3 记录点分散抖动与随机莫尔条纹 259

12.4.4 随机莫尔条纹的基本特征 260

12.4.5 降低绿噪声半色调随机莫尔条纹的措施 261

12.4.6 随机莫尔条纹分析 261

参考文献 263