О свойствах блочного алгоритма бинаризации цифровых изображений

Елена Сергеевна Яковлева; Антон Александрович Макаров

Елена Сергеевна Яковлева СПбГУ, Санкт-Петербург, Россия
Антон Александрович Макаров СПбГУ, Санкт-Петербург, Россия

Ключевые слова: цифровое изображение, полутоновое изображение, блочный алгоритм бинаризации, растрирование, бинаризация, меры искажения, градационная кривая, модель принтера

Аннотация

В статье рассматриваются современные методы бинаризации, которые широко используются в полиграфии при печати для процесса растрирования, и связанные с этим процессом теоретические вопросы растрирования. Особое внимание уделено блочному алгоритму бинаризации, относящемуся к методам, основанным на условии равенства яркостей, когда бинарное изображение имеет яркость равную яркости исходного изображения. Приводится его описание, а также краткое описание алгоритмов, выбранных для сравнения. Изображение, полученное бинаризацией полутонового изображения блочным алгоритмом бинаризации, на основе вычисления выбранных мер искажений показывает лучшие характеристики по сравнению с другими алгоритмами бинаризации. Также целью данной работы являлся эксперимент по печати тоновой шкалы и измерение коэффициентов отражения полутонов при помощи спектрофотометра. В ходе эксперимента были построены градационные кривые для заданного принтера и проанализированы полученные характеристики. Найдено, что для блочного алгоритма наблюдается увеличение контраста, что подтверждается реальным печатным экспериментом. При анализе свойств блочного алгоритма бинаризации выявлено, что он может быть рекомендован в виде коммерческого алгоритма бинаризации.

Биографии авторов

Елена Сергеевна Яковлева, СПбГУ, Санкт-Петербург, Россия

Яковлева Е. С., кандидат технических наук, инженер-исследователь кафедры параллельных алгоритмов СПбГУ

Антон Александрович Макаров, СПбГУ, Санкт-Петербург, Россия

Макаров А. А., доктор физико-математических наук, профессор кафедры параллельных алгоритмов СПбГУ

Литература

1. Фурмант, Я.А., Юрьев А.Н., Яншин В.В. Цифровые методы обработки и распознавания бинарных изображений. Красноярск: Изд-во Краснояр. ун-та, 1992.
2. Ричардсон, Я. Видеокодирование. Н.264 и MPEG-4 — стандарты нового поколения. М.: Техносфера, 2005.
3. Самусев, К.Б., Юшин Г.Н., Рыбин М.В., Лимонов М.Ф. Структурные параметры синтетических опалов: статистический анализ данных электронной микроскопии // Физика твердого тела, 2008, Т. 50, вып. 7. С. 1230–1236.
4. Otsu N. A threshold selection method from gray-level histograms. IEEE Trans. on System, Man and Cybernetics, 1979, Vol. SMC-9, № 1.
5. J. Foley, A. van Dam, et al. Computer Graphics: principle and Practice Second Edition, 1990. P. 568–573.
6. Floyd R.W., Steinberg L. An adaptive algorithm for spatial gray-scale // Proceedings Society Information Display, 1976. Vol. 17, № 2. P. 75–78.
7. Горбачев, В.Н., Дроздов В.Н., Яковлева Е.С. Один алгоритм бинаризации полутоновых изображений // Дизайн. Материалы. Технологии. СПб.: СПГУТД, 2009. № 2(9). С. 104–107.
8. Комолова, Н.В., Яковлева Е.С. Adobe Photoshop CS4 для всех. СПб.: БХВ-Петербург, 2009.
9. Lau D.L., Arche G.R. Modern digital halftoning. Second edition. USA: CRC Press, 2008.
10. Wang Z., Bovik A.C. Modern Image Quality Assessment. New York: Morgan and Claypool Publishing Company, 2006.
11. Daniel L. Lau, Robert Ulichney, Gonzalo R. Arce Cam. Fundamental Characteristics of Halftone Textures: Blue-Noise and Green-Noise // Image Systems Laboratory, march 31, 2003.
12. Velho and Gomes J.M. Digital halftoning with space filling curves // Computer Graphics, 1991. Vol. 25, № 4. P. 81—90.
13. Ulichney R.A. Digital Halftoning. MIT Press, Cambridge, MA, 1987.
14. Rosenberg C.J. Measurement-based evaluation of a printer dot model for halftone algorithm tone correction // Journal of Electronic Imaging, 1993. Vol. 2, № 3, P. 205—212.
15. Yao M., Parker K.J. Dot gain compensation in the blue noise mask. In B. E. Rogowitz and J. P. Allebach, editors, Proceedings of SPIE, Human Vision, Visual Processing, and Digital Display VI, 1995. Vol. 2411, P. 221–227.
16. T. N. Pappas and D. L. Neuhoff. Printer models and error diffusion // IEEE Transactions on Image Processing, 1995. № 4(1). P. 66–79.