專利名稱：基于打印機(jī)非線性特性的圖像半色調(diào)閾值矩陣設(shè)計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于計(jì)算機(jī)圖形圖像處理領(lǐng)域，涉及基于打印機(jī)非線性特性的圖像半色調(diào)閾值矩陣設(shè)計(jì)方法。
背景技術(shù)：
圖像打印輸出圖像過程，打印機(jī)必須通過半色調(diào)技術(shù)來模擬再現(xiàn)連續(xù)調(diào)圖像，因此圖像半色調(diào)處理效果直接影響打印機(jī)圖像輸出質(zhì)量。而實(shí)際應(yīng)用中，打印機(jī)非線性特性決定著輸出網(wǎng)點(diǎn)的效果，因而基于打印機(jī)非線性特性的研究有助于提高打印輸出質(zhì)量。打印機(jī)按照成像機(jī)理可分為噴墨打印與激光打印，這兩種打印成像方式均存在非線性特性。打印機(jī)非線性指打印機(jī)受自身成像機(jī)理影響不能穩(wěn)定的打印獨(dú)立像素點(diǎn)，即在實(shí)際圖像輸出時(shí)存在網(wǎng)點(diǎn)擴(kuò)大和網(wǎng)點(diǎn)丟失現(xiàn)象。網(wǎng)點(diǎn)擴(kuò)大使原本獨(dú)立的網(wǎng)點(diǎn)粘接在一起，對(duì)于灰度圖像來說，會(huì)導(dǎo)致暗調(diào)細(xì)節(jié)丟失；對(duì)于彩色圖像來說，會(huì)導(dǎo)致色彩偏移。網(wǎng)點(diǎn)丟失則使得圖像高調(diào)區(qū)域階調(diào)異常，影響圖像打印輸出質(zhì)量。目前已有的打印機(jī)圖像半色調(diào)方法計(jì)算復(fù)雜，且未能很好的解決打印機(jī)非線性特性對(duì)打印圖像質(zhì)量的影響。因此，基于打印機(jī)非線性特性對(duì)圖像半色調(diào)方法進(jìn)行改進(jìn)是提高打印機(jī)圖像輸出質(zhì)量的關(guān)鍵，也是圖像打印輸出領(lǐng)域亟待解決的技術(shù)之一。

發(fā)明內(nèi)容
為解決該問題，本發(fā)明提 出一種基于打印機(jī)特性的圖像半色調(diào)閾值矩陣設(shè)計(jì)方法。本發(fā)明的技術(shù)方案為基于打印機(jī)非線性特性的圖像半色調(diào)閾值矩陣設(shè)計(jì)方法，包括以下步驟:步驟1:建立16X 16的初始閾值矩陣；所述的建立16X 16的初始閾值矩陣包括以下子步驟:步驟1.1:將所述的初始閾值矩陣分為8個(gè)4X 8的大矩陣；步驟1.2:將所述的8個(gè)4X8的大矩陣分別均分為兩個(gè)小矩陣，即16個(gè)4X4的小矩陣=ApAy A3> A4、A5、A6、A7、A8、Bp B2、B3> B4> B5、B6> B7> B8,所述的 k” k2、、、A4、A5、A6、A7、A8分別用來記錄范圍在I至⑶之間的閾值^述的&為為乂士為為為分別用來記錄范圍在129至255之間的閾值；所述的小矩陣ApAyApAdApApAs與所述的小矩陣Bp B2, B3> B4, B5, B6, B7, B8之間相互間隔排列；步驟2:填充初始閾值矩陣；步驟3:使用該閾值矩陣對(duì)灰度梯尺圖像進(jìn)行半色調(diào)處理；步驟4:判斷灰度梯尺圖像所得到的密度與理想密度是否一致；如果是，則此時(shí)的閾值矩陣則為基于打印機(jī)非線性特性的圖像半色調(diào)閾值矩陣；如果否，則繼續(xù)執(zhí)行以下子步驟:步驟4.1:對(duì)閾值矩陣內(nèi)閾值進(jìn)行Gamma校正；
步驟4.2:對(duì)閾值矩陣內(nèi)閾值進(jìn)行微調(diào)；步驟4.3:重復(fù)上述步驟中的3、4步驟，對(duì)閾值矩陣內(nèi)閾值進(jìn)行進(jìn)一步處理。作為優(yōu)選，所述的填充初始閾值矩陣，由I開始對(duì)原始閾值矩陣進(jìn)行順序填充，從I開始至128分別填入大矩陣中的小矩陣ApAyAyApApApApA8中；當(dāng)填充閾值為129時(shí)貝研始填入大矩陣中的小矩陣&^^乂^^為^中，直到填入閾值為255，其中255填入兩次，建立初始閾值矩陣。在填充過程中小矩陣A1' A2, A3> A4, A5, A6, A7, A8按中心向四周閾值逐漸增大進(jìn)行填入，小矩陣B2、B3、B4、B5、B6、B7、B8則按照四周向中心閾值從小到大進(jìn)行填入。作為優(yōu)選，所述的填充初始閾值矩陣方式如下:首先將所述的原始閾值矩陣中所有小矩陣mnnh根據(jù)從小到大從中心到周圍的排列為A1-A8，所有小矩陣B2, B3、B4, B5, B6, B7, B8根據(jù)從周圍到中心的方式排列分為B1-B8 ；所有小矩陣ApAyAyApApApApA8的填充方式相同，均滿足從小到大從中心到四周的方式填入，按照此方法給所有小矩陣A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8的每一項(xiàng)進(jìn)行編號(hào)，其中
A(l, I)為Al的中心點(diǎn)，A(l，I)，......，A(l，16)則為Al矩陣中從中心到四周排列的順序。
以此類推出A2、……、A8中各項(xiàng)的排列為A(2，1)，A(2，2)，……，A(2，16)，A(3，I)，……，A(8， 16)；所有小矩陣B2、B3、B4、B5、B6、B7、B8的填充方式相同，均滿足從小到大從四周到中心的方式填入，按照此方式給所有小矩陣B2、B3、B4、B5、B6, B7, B8中每一項(xiàng)進(jìn)行編號(hào)，其
中B(l，l)為BI的邊緣點(diǎn)，B(l，1)，......，B(1，16)則為BI塊中從四周到中心排列的順序。
以此類推出B2、……、B8中各項(xiàng)的排列為B(2，1)，B(2，2)，……，B(2，16)，B(3，I)，……，B(8， 16)；接著按正序遍歷方式為小矩陣ApAyAyApApApApA8進(jìn)行填充，其方法為直接按照 A(l，1)，A(2，1)，A(3，1)，......，A(8，I)，A(1，2)，......，A(8，2)，A(1，3)，......，A(8，16)
的順序?qū)?-128按照從小到大的順序進(jìn)行正序遍歷填充；按正序遍歷方式為小矩陣B2、B3、B4、B5、B6、B7、B8進(jìn)行填充，其方法為直接按照B(l, 1),B(2, 1),B(3, I),......，B (8，I)，B (1，2)，......，B (8，2)，B (1，3)，......，B(8，16)的
順序?qū)?29-255按照從小到大的順序進(jìn)行正序遍歷填充，其中255將被填充2次。作為優(yōu)選，所述的填充初始閾值矩陣方式如下:首先將所述的原始閾值矩陣中所有小矩陣mnnh根據(jù)從小到大從中心到周圍的排列為A1-A8，所有小矩陣B2, B3、B4, B5, B6, B7, B8根據(jù)從周圍到中心的方式排列分為B1-B8 ；所有小矩陣ApAyAyApApApApA8的填充方式相同，均滿足從小到大從中心到四周的方式填入，按照此方法給所有小矩陣A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8的每一項(xiàng)進(jìn)行編號(hào)，其中
A(l, I)為Al的中心點(diǎn)，A(l，I)，......，A(l，16)則為Al矩陣中從中心到四周排列的順序。
以此類推出A2、……、A8中各項(xiàng)的排列為A(2，1)，A(2，2)，……，A(2，16)，A(3，I)，……，A(8， 16)；所有小矩陣B2、B3、B4、B5、B6、B7、B8的填充方式相同，均滿足從小到大從四周到 中心的方式填入，按照此方式給所有小矩陣B2、B3、B4、B5、B6, B7, B8中每一項(xiàng)進(jìn)行編號(hào)，其中B(l，l)為BI的邊緣點(diǎn)，B(l，1)，......，B(1，16)則為BI塊中從四周到中心排列的順序。
以此類推出B2、……、B8中各項(xiàng)的排列為B(2，1)，B(2，2)，……，B(2，16)，B(3，I)，……，B(8， 16)；接著按反序遍歷方式為小矩陣ApAyAyApApApApA8進(jìn)行填充，其方法為直接按照 A(l，1)，A(2，1)，A(3，1)，……，A(8，I)，A(8，2)，……，A(1，2)，A(1，3)，……，A(8，3)，A(8，4)，……，A(8，16)，……，A(l, 16)的順序?qū)?-128按照從小到大的順序進(jìn)行反序遍歷填充；按反序遍歷方式為小矩陣B2、B3、B4、B5、B6、B7、B8進(jìn)行填充，其方法為直接按照B(l, I), B(2, I), B(3, I),……，B (8，I)，B (8，2)，……，B (1，2)，B (1，3)，……,B (8, 3),B(8，4)，……，B(8，16)，……，B(l, 16)的順序?qū)?29-255按照從小到大的順序進(jìn)行反序遍歷填充，其中255將被填充2次。作為優(yōu)選，所述的填充初始閾值矩陣方式不是唯一的。作為優(yōu)選，所述的對(duì)閾值矩陣內(nèi)閾值進(jìn)行Ga_a校正，包括以下子步驟:步驟4.1.1:對(duì)比原始灰度梯尺圖像,記錄圖像階調(diào)中偏暗的灰度級(jí),對(duì)原始閾值矩陣內(nèi)的該灰度級(jí)附近的閾值使用Ga_a調(diào)整的方法進(jìn)行減?。徊襟E4.1.2:對(duì)比原始灰度梯尺圖像,記錄圖像階調(diào)中偏亮的灰度級(jí),對(duì)原始閾值矩陣內(nèi)的該灰度級(jí)附近的閾值使用Ga_a調(diào)整的方法進(jìn)行增加；其中:Gamma調(diào)整的公式如下:
權(quán)利要求
1.基于打印機(jī)非線性特性的圖像半色調(diào)閾值矩陣設(shè)計(jì)方法，其特征在于包括以下步驟: 步驟1:建立16X 16的初始閾值矩陣； 所述的建立16X16的初始閾值矩陣包括以下子步驟: 步驟1.1:將所述的初始閾值矩陣分為8個(gè)4X8的大矩陣； 步驟1.2:將所述的8個(gè)4X8的大矩陣分別均分為兩個(gè)小矩陣，即16個(gè)4X4的小矩陣 k2、L.。、A4、A5、A6、A7、A8、Bp B2、B3、B4、B5、B6、B7、B8,所述的 K1、“、、A5、A6、A7、A8 分別用來記錄范圍在I至⑶之間的閾值^述的&士為乂士為為為分別用來記錄范圍在129至255之間的閾值;所述的小矩陣A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8與所述的小矩陣B”B2、B3、B4、B5、B6、B7、B8之間相互間隔排列； 步驟2:填充初始閾值矩陣； 步驟3:使用該閾值矩陣對(duì)灰度梯尺圖像進(jìn)行半色調(diào)處理； 步驟4:判斷灰度梯尺圖像所得到的密度與理想密度是否一致； 如果是，則此時(shí)的閾值矩陣則為基于打印機(jī)非線性特性的圖像半色調(diào)閾值矩陣； 如果否，則繼續(xù)執(zhí)行以下子步驟: 步驟4.1:對(duì)閾值矩陣內(nèi)閾值進(jìn)行Gamma校正； 步驟4.2:對(duì)閾值矩陣內(nèi)閾值進(jìn)行微調(diào)`； 步驟4.3:重復(fù)上述步驟中的3、4步驟，對(duì)閾值矩陣內(nèi)閾值進(jìn)行進(jìn)一步處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于打印機(jī)非線性特性的圖像半色調(diào)閾值矩陣設(shè)計(jì)方法，其特征在于:所述的填充初始閾值矩陣，由I開始對(duì)原始閾值矩陣進(jìn)行順序填充，從I開始至128分別填入大矩陣中的小矩陣H A3> A4, A5, A6, A7, A8中；當(dāng)填充閾值為129時(shí)則開始填入大矩陣中的小矩陣&為為乂士士為為中，直到填入閾值為255，其中255填入兩次，建立初始閾值矩陣。在填充過程中小矩陣Ap A2, A3> A4, A5, A6, A7, A8按中心向四周閾值逐漸增大進(jìn)行填入，小矩陣B2、B3、B4、B5、B6、B7、B8則按照四周向中心閾值從小到大進(jìn)行填入。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于打印機(jī)非線性特性的圖像半色調(diào)閾值矩陣設(shè)計(jì)方法，其特征在于:所述的填充初始閾值矩陣方式如下: 首先將所述的原始閾值矩陣中所有小矩陣根據(jù)從小到大從中心到周圍的排列為A1-A8，所有小矩陣B2, B3、B4, B5, B6, B7, B8根據(jù)從周圍到中心的方式排列分為B1-B8 ； 所有小矩陣Ap A2, A3> A4, A5, A6, A7, A8的填充方式相同，均滿足從小到大從中心到四周的方式填入，按照此方法給所有小矩陣Ap A2, A3> A4, A5, A6, A7, A8的每一項(xiàng)進(jìn)行編號(hào)，其中A(l, I)為Al的中心點(diǎn)，A(l，I)，......，A(l，16)則為Al矩陣中從中心到四周排列的順序。以此類推出A2、……、A8中各項(xiàng)的排列為A(2，1)，A(2，2)，……，A(2，16)，A(3，I)，……，A(8， 16)；所有小矩陣B2, B3、B4、B5、B6、B7、B8的填充方式相同，均滿足從小到大從四周到中心的方式填入，按照此方式給所有小矩陣B2, B3、B4, B5, B6, B7, B8中每一項(xiàng)進(jìn)行編號(hào)，其中B(l, I)為BI的邊緣點(diǎn)，B(l，1)，......，B(1，16)則為BI塊中從四周到中心排列的順序。以此類推出B2、……、B8中各項(xiàng)的排列為B(2，I)，B(2，2)，……，B(2，16)，B(3，I)，……，B(8， 16)； 接著按正序遍歷方式為小矩陣Ap A2, A3> A4, A5, A6, A7, A8進(jìn)行填充，其方法為直接按照A(l，1)，A(2，1)，A(3，1)，......，A(8，I)，A(1，2)，......，A(8，2)，A(1，3)，......，A(8，16)的順序?qū)?-128按照從小到大的順序進(jìn)行正序遍歷填充； 按正序遍歷方式為小矩陣B” B2, B3> B4, B5, B6, B7, B8進(jìn)行填充，其方法為直接按照B(l，1)，B(2，1)，B(3，1)，......，B(8，I)，B(1，2)，......，B(8，2)，B(1，3)，......，B(8，16)的順序?qū)?29-255按照從小到大的順序進(jìn)行正序遍歷填充，其中255將被填充2次。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于打印機(jī)非線性特性的圖像半色調(diào)閾值矩陣設(shè)計(jì)方法，其特征在于:所述的填充初始閾值矩陣方式如下: 首先將所述的原始閾值矩陣中所有小矩陣根據(jù)從小到大從中心到周圍的排列為A1-A8，所有小矩陣B2, B3、B4, B5, B6, B7, B8根據(jù)從周圍到中心的方式排列分為B1-B8 ； 所有小矩陣Ap A2, A3> A4, A5, A6, A7, A8的填充方式相同，均滿足從小到大從中心到四周的方式填入，按照此方法給所有小矩陣Ap A2, A3> A4, A5, A6, A7, A8的每一項(xiàng)進(jìn)行編號(hào)，其中A(l, I)為Al的中心點(diǎn)，A(l，I)，......，A(l，16)則為Al矩陣中從中心到四周排列的順序。以此類推出A2、……、A8中各項(xiàng)的排列為A(2，1)，A(2，2)，……，A(2，16)，A(3，I)，……，A(8， 16)；所有小矩陣B2, B3、B4、B5、B6、B7、B8的填充方式相同，均滿足從小到大從四周到中心的方式填入，按照此方 式給所有小矩陣B2, B3、B4, B5, B6, B7, B8中每一項(xiàng)進(jìn)行編號(hào)，其中B(l, I)為BI的邊緣點(diǎn)，B(l，1)，......，B(1，16)則為BI塊中從四周到中心排列的順序。以此類推出B2、……、B8中各項(xiàng)的排列為B(2，I)，B(2，2)，……，B(2，16)，B(3，I)，……，B(8， 16)； 接著按反序遍歷方式為小矩陣Ap A2, A3> A4, A5, A6, A7, A8進(jìn)行填充，其方法為直接按照A(l, I), A(2, I), A(3, I),……，A(8，1)，A(8，2)，……，A (1，2)，A (1，3)，……，A(8，3)，A(8，4)，……，A(8，16)，……，A(l, 16)的順序?qū)?-128按照從小到大的順序進(jìn)行反序遍歷填充； 按反序遍歷方式為小矩陣B” B2, B3> B4, B5, B6, B7, B8進(jìn)行填充，其方法為直接按照B(l, I), B(2, I), B(3, I),……,B (8, I), B (8, 2),……，B (1，2)，B (1，3)，……,B (8, 3),B(8，4)，……，B(8，16)，……，B(l, 16)的順序?qū)?29-255按照從小到大的順序進(jìn)行反序遍歷填充，其中255將被填充2次。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于打印機(jī)非線性特性的圖像半色調(diào)閾值矩陣設(shè)計(jì)方法，其特征在于:所述的填充初始閾值矩陣方式不是唯一的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于打印機(jī)非線性特性的圖像半色調(diào)閾值矩陣設(shè)計(jì)方法，其特征在于:所述的對(duì)閾值矩陣內(nèi)閾值進(jìn)行Gamma校正，包括以下子步驟: 步驟4.1.1:對(duì)比原始灰度梯尺圖像，記錄圖像階調(diào)中偏暗的灰度級(jí)，對(duì)原始閾值矩陣內(nèi)的該灰度級(jí)附近的閾值使用Ga_a調(diào)整的方法進(jìn)行減?。? 步驟4.1.2:對(duì)比原始灰度梯尺圖像，記錄圖像階調(diào)中偏亮的灰度級(jí)，對(duì)原始閾值矩陣內(nèi)的該灰度級(jí)附近的閾值使用Ga_a調(diào)整的方法進(jìn)行增加； 其中:Gamma調(diào)整的公式如下:
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于打印機(jī)非線性特性的圖像半色調(diào)閾值矩陣設(shè)計(jì)方法，其特征在于:所述的對(duì)閾值矩陣內(nèi)閾值進(jìn)行微調(diào)，包括以下子步驟: 步驟4.2.1:對(duì)灰度梯尺圖像進(jìn)行觀察，如果暗調(diào)處階調(diào)不理想，則將此區(qū)域處所有小矩陣Ap A2、A3、 A4, A5, A6, A7, A8中心區(qū)域的3至4個(gè)聚集的閾值都設(shè)為1，以保證極暗調(diào)的正常階調(diào)再現(xiàn)；否則對(duì)暗調(diào)處不做處理。
步驟4.2.2:對(duì)灰度梯尺圖像進(jìn)行觀察，如果極高調(diào)處階調(diào)不理想，則將此區(qū)域處所有小矩陣B2, B3、 B4, B5, B6, B7, B8中心區(qū)域2至3個(gè)聚集的閾值都設(shè)為255，以保證極高調(diào)處的正常階調(diào)再現(xiàn)；否則對(duì)極高調(diào)處不做處理。
全文摘要
本發(fā)明屬于計(jì)算機(jī)圖形圖像處理領(lǐng)域，涉及基于打印機(jī)非線性特性的圖像半色調(diào)閾值矩陣設(shè)計(jì)方法。包括以下步驟1建立16×16的初始閾值矩陣；2填充初始閾值矩陣；3使用該閾值矩陣對(duì)灰度梯尺圖像進(jìn)行半色調(diào)處理；4判斷灰度梯尺圖像所得到的密度與理想密度是否一致；如果是，則此時(shí)的閾值矩陣為基于打印機(jī)非線性特征的圖像半色調(diào)閾值矩陣；如果否，則首先對(duì)閾值矩陣內(nèi)閾值進(jìn)行Gamma校正；然后對(duì)閾值矩陣內(nèi)閾值進(jìn)行微調(diào)；最后重復(fù)上述步驟中的3、4步驟，對(duì)閾值矩陣內(nèi)閾值進(jìn)行進(jìn)一步處理。本發(fā)明可以使打印圖像達(dá)到更好更理想的效果。
文檔編號(hào)H04N1/405GK103152509SQ20131011293
公開日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2013年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月2日
發(fā)明者易堯華, 蘇海, 劉菊華, 苗敏婧, 李帥, 陳聰梅 申請(qǐng)人:武漢大學(xué)