數(shù)字圖像處理技術(shù)在印刷圖像中的應(yīng)用樣本

資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系改正或者刪除。數(shù)字圖像處理技術(shù)在印刷圖像中的應(yīng)用一、引言數(shù)字圖像處理又稱為計(jì)算機(jī)圖像處理,它是指將模擬圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式并利用計(jì)算機(jī)對(duì)其進(jìn)行加工、編輯和處理的過程。用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)字圖像處理的目的有兩個(gè),一是產(chǎn)生更適合人類視覺觀察和識(shí)別的圖像,二是希望計(jì)算機(jī)能夠自動(dòng)進(jìn)行識(shí)別和理解圖像。不論用戶出于何種目的進(jìn)行圖像處理,都需要由計(jì)算機(jī)和圖像專用設(shè)備組成的系統(tǒng)進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)的采集、輸入、加工和輸出,因此數(shù)字圖像處理研究的內(nèi)容主要有:圖像的獲取、表示和表現(xiàn);圖像增強(qiáng);圖像復(fù)原;圖像分割;圖像分析;圖像壓縮編碼。階調(diào)、色彩和清晰度作為彩色印刷品質(zhì)量控制的三大要素,長期以來成為提高印刷品質(zhì)量的必控因素,而解決圖文信息的創(chuàng)作、描述與傳遞成為當(dāng)代印刷的根本目標(biāo)之一經(jīng)過分析網(wǎng)點(diǎn)形成、傳遞與附著的微觀屬性,研究網(wǎng)點(diǎn)形態(tài)、分布、光學(xué)特性對(duì)于印刷復(fù)制的影響,能夠從印刷最小單元質(zhì)量的控制與評(píng)價(jià)達(dá)到實(shí)現(xiàn)圖像信息準(zhǔn)確復(fù)制的目的。從20世紀(jì)80年代中期計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)入印前領(lǐng)域并取得實(shí)際應(yīng)用效果后,數(shù)字圖像處理技術(shù)就廣泛應(yīng)用在包裝、數(shù)字印刷、多媒體產(chǎn)品設(shè)計(jì)和數(shù)字視頻等相關(guān)領(lǐng)域。本文給定黃、品、青三組單色印刷網(wǎng)點(diǎn)圖像,每組的網(wǎng)點(diǎn)面積率從0%到loo%間隔5%變化,以VisualC十十6.0為平臺(tái)編程實(shí)現(xiàn)了顯示對(duì)應(yīng)圖像、二值圖像分割。二、顯示對(duì)應(yīng)圖像圖像處理程序的主要功能是能夠裝載、顯示已有的位圖圖像文件(*.BMP),然后可選擇小同的圖形處理方法對(duì)圖像進(jìn)行特殊的處理,并把結(jié)果顯示出來。但在VisualC十十6.0中,MFC對(duì)圖像處理的編程支持甚少,小僅在AppWizard中沒有提供有關(guān)圖像方面的選項(xiàng),更重要的是在MFC類庫中沒有一個(gè)支持DIB位圖的類(CBitmap類只支持DDB位圖),僅提供了CPalette(調(diào)色板)類和一些操作位圖的全局函數(shù)(如SetDIBitsToDevice,StretchDIBits和SetStretchBItMode等),其它大部分工作都需要用戶自己完成。因此要在AppWizard生成的應(yīng)用程序框架的基礎(chǔ)上,首先定義一個(gè)能封裝DIB位圖基本操作的類CDib,實(shí)現(xiàn)任意一個(gè)BMP位圖文件(單色位圖、16色位圖、256位圖和真彩色位圖)的打開和顯示,然后進(jìn)一步增加各種圖形處理功能,實(shí)現(xiàn)一個(gè)基本的圖像處理程序。三、圖像分割圖像分割是圖像處理與計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域低層次視覺中最為基礎(chǔ)和重要的領(lǐng)域之一,它是對(duì)圖像進(jìn)行視覺分析和模式識(shí)別的基本前提。圖像分割是由圖像處理到圖像分析的關(guān)鍵步驟,一方面,它是表示目標(biāo)的基礎(chǔ),對(duì)特征測(cè)量有重要的影響;另一方面,因?yàn)閳D像分割及基于分割的目標(biāo)表示、特征提取和參數(shù)測(cè)量等,都將原圖像轉(zhuǎn)化為更抽象、更緊湊的形式,使得更高層的圖像分析和理解成為可能。1.圖像分割的定義借助集合的概念,能夠?qū)D像分割進(jìn)行如卜定義:令集合R代表整個(gè)圖像區(qū)域,對(duì)R的分割可看作將R分成若干個(gè)滿足以卜5個(gè)條件的非空子集(子區(qū)域)R1,R2……Rn:其中,是對(duì)所有在集合中元素的邏輯謂詞,是空集。上述定義表明,圖像分割具有以卜幾個(gè)特點(diǎn):①分割把原始圖像中的每一個(gè)像素都分到某個(gè)區(qū)域中,分割產(chǎn)生的全部子區(qū)域之和包括了原始圖像中的所有像素;②分割后的子區(qū)域小重疊,原圖像的一個(gè)像素小能同時(shí)分到兩個(gè)子區(qū)域中;③分割后的同一子區(qū)域的像素基于某種特征具有相似性;④分割后小同子區(qū)域基于某種特征具有明顯的差異;⑤分割后同一子區(qū)域的像素具有連通性,即在該區(qū)域內(nèi)存在連接該區(qū)域兩個(gè)小同像素的路徑。簡單地講,圖像分割就是在一幅圖像中,經(jīng)過某種方法把目標(biāo)從背景中分離出來,以便于進(jìn)一步處理。一般實(shí)現(xiàn)方法是,將圖像分為”黑”、”白”兩類,這兩類分別代表了兩個(gè)小同的對(duì)象,因?yàn)榻Y(jié)果圖像為二值圖像,因此又稱為圖像的二值化處理。其分割原理的計(jì)算公式如卜:其中,為原始圖像,為結(jié)果圖像(二值)。2.閾值分割閾值法是一種傳統(tǒng)的圖像分割方法,因其實(shí)現(xiàn)簡單、計(jì)算量小、性能較穩(wěn)定而成為圖像分割中最基本和應(yīng)用最廣泛的分割技術(shù),已被應(yīng)用于很多的領(lǐng)域。閾值分割法分為全局閾值法和局部閾值分割法。全局閾值分割方法在圖像處理中應(yīng)用得比較多,它在整幅圖像內(nèi)采用固定的閾值分割圖像。當(dāng)圖像中有如卜一些情況:有陰影,照度小均勻,各處的對(duì)比度小同,突發(fā)噪聲,背景灰度變化等,如果只用一個(gè)固定的全局閾值對(duì)整幅圖像進(jìn)行分割,則由于小能兼顧圖像各處的情況而使分割效果受到影響。有一種解決辦法就是用與像素位置相關(guān)的一組閾值(即閾值坐標(biāo)的函數(shù))來對(duì)圖像各部分分別進(jìn)行分割。這種與坐標(biāo)相關(guān)的閾值也叫動(dòng)態(tài)閾值,此方法也叫變化閾值法,或自適應(yīng)閾值法。這類算法的時(shí)問復(fù)雜性和空問復(fù)雜性比較大,可是抗噪能力強(qiáng),對(duì)一些用全局閾值小易分割的圖像有較好的效果。本文采用的是大津法和自適應(yīng)閾值分割法。3.大津法大津法由大津于1979年提出,對(duì)圖像Image,記t為前景與背景的分割閾值,前景點(diǎn)數(shù)占圖像比例為wo,平均灰度為uo;背景點(diǎn)數(shù)占圖像比例為wi,平均灰度為u1,。圖像的總平均灰度為:。從最小灰度值到最大灰度值遍歷t,當(dāng)t使得值,最大時(shí)t即為分割的最佳閾值。對(duì)大津法可作如下理解:該式實(shí)際上就是類間方差值,閾值t分割出的前景和背景兩部分構(gòu)成了整幅圖像,而前景取值概率為wo,背景取值u,,概率為w,,總均值為u,根據(jù)方差的定義即得該式。因方差是灰度分布均勻性的一種度量,方差值越大,說明構(gòu)成圖像的兩部分差別越大,當(dāng)部分目標(biāo)錯(cuò)分為背景或部分背景錯(cuò)分為目標(biāo)都會(huì)導(dǎo)致兩部分差別變小,因此使類問方差最大的分割意味著錯(cuò)分概率最小。直接應(yīng)用大津法計(jì)算量較大,因此我們?cè)趯?shí)現(xiàn)時(shí)采用了等價(jià)的公式。4.自適應(yīng)閾值方法閾值分割的關(guān)鍵問題在于閾值的選取。閾值的選取一般應(yīng)該視實(shí)際的應(yīng)用而靈活設(shè)定。本函數(shù)中,閾值小是固定的,而是根據(jù)圖像像素的實(shí)際性質(zhì)而設(shè)定的。這個(gè)函數(shù)把圖像分成四個(gè)子圖像,然后計(jì)算每個(gè)子圖像的均值,根據(jù)均值設(shè)置閾值,閾值只是應(yīng)用在對(duì)應(yīng)的子圖像。四、分析本文選取單色印刷網(wǎng)點(diǎn)圖像的位圖圖片,用大津法和局部閾值方法進(jìn)行二值分割,算法用面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語言MicrosoftVisualC十十實(shí)現(xiàn),其分割仿真結(jié)果如圖四,圖六所示。在測(cè)試中發(fā)現(xiàn):大津法選取出來的閾值非常理想,對(duì)各種情況的表現(xiàn)都較為良好。雖然它在很多情況卜都小是最佳的分割,但分割質(zhì)量一般都有一定的保障,能夠說是最穩(wěn)定的分割,是一種較為通用的分割算法。致命的缺陷是當(dāng)目標(biāo)物與背景灰度差小明顯時(shí),會(huì)出現(xiàn)無法忍受的大塊黑色區(qū)域,甚至?xí)G失整幅圖像的信息。自適應(yīng)閾值分割法雖然能改進(jìn)分割效果,但存在幾個(gè)缺點(diǎn):①每幅子圖像的尺寸小能太小,否則統(tǒng)計(jì)出的結(jié)果無意義。②每幅圖像的分割是任意的,如果有一幅子圖像正好落在目標(biāo)區(qū)域或背景區(qū)域,而根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果對(duì)其進(jìn)行分割,可能會(huì)產(chǎn)生更差的結(jié)果。③自適應(yīng)閾值法對(duì)每一幅子圖像都要進(jìn)行統(tǒng)計(jì),速度慢,難以適應(yīng)實(shí)時(shí)性的要求。五、小結(jié)隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展,人們對(duì)印刷品質(zhì)量的要求越來越高。高質(zhì)量印刷品能夠?qū)υ逍畔⒄鎸?shí)準(zhǔn)確再現(xiàn),以保證信息量的完美再現(xiàn)和精彩還原,較好地滿足消費(fèi)者對(duì)信息質(zhì)量不斷提升的要求。在原稿質(zhì)量確定的前提下,所采用的印刷復(fù)制技術(shù)是影響印刷品質(zhì)量的主體因素,而階調(diào)層次、色彩、清晰度是表征印刷品質(zhì)量的核心內(nèi)容。網(wǎng)點(diǎn)是圖像復(fù)制所依賴的最小基礎(chǔ)單元,印刷品質(zhì)量最終取決于網(wǎng)點(diǎn)基本結(jié)構(gòu)特性及網(wǎng)點(diǎn)在復(fù)制過程中的傳遞質(zhì)量。本課題研究網(wǎng)點(diǎn)微觀結(jié)構(gòu)特性與圖像