Разработка функции растрового преобразования.
Курсовая работа
«Расчетно-графическое моделирование преобразования полутонового объекта в печатное изображение»
Дисциплина: Цифровая реставрация и репродуцирование фотографических изображений (ЦРиРФИ)
1. Цель, содержание и исходные данные
1.1 Целью работы является поэтапное изучение процесса получения репродукции по стадиям:
- электрооптического анализа при съемке (сканировании) полутонового объекта с получением сигнала изображения - аналога значений поглощения (отражения), усредненных по зоне отсчета;
- преобразования этого сигнала в сигнал количеств печатной краски - значений тона копии в его эффективном интервале;
- цифрового кодирования сигнала с представлением изображения дискретным массивом многоуровневых цифровых отсчетов;
- создания функции преобразования массива многоуровневых отсчетов в пригодную для печати «битовую карту» бинарных отсчетов;
- формирования печатной копии изображения.
Теоретическое обоснование и практические рекомендации
находятся в указанных ниже разделах следующих учебных пособий.
1.2.1 Кузнецов Ю.В. Технология обработки изобразительной информации. СПб институт печати - МГУП, 2002. Главы 3, 5, 6.
1.2.2 Кузнецов Ю.В. Основы технологии иллюстрационной печати. «Русская культура», СПб., 2016. Главы 4; 6.; 7.
Содержание работы.
1.3.1 Представление испытательного изображения (теста) массивом дискретных числовых отсчетов его коэффициента поглощения.
|
|
|
1.3.2 Преобразование этих значений в значения количества печатной краски (значения тона) печатной копии.
1.3.3 Нелинейное (по оптическим плотностям) шестиразрядное квантование полученных значений.
1.3.4 Высокочастотная фильтрация массива значений оператором нерезкого маскирования (USM).
1.3.5 Создание растровой функции и алфавита печатных элементов принтера.
1.3.6 Построение графической модели печатной копии теста по разработанному алфавиту.
1.3.7 Печать ступенчатой тоновой шкалы и оценка репродукционных возможностей разработанной печатной системы.
Исходные данные и технические средства.
1.4.1 Тест – объект как штриховой фрагмент полутонового оригинала, представленный в ортогональной сетке отсчетов электрооптического анализа и последующего цифрового кодирования. (Приложение 1).
1.4.2 Таблично заданная пороговая функция, логарифмически связывающая значение тона S (относительную запечатываемую площадь, количество краски) оттиска, а также число n субэлементов, образующих печатные элементы в пространственном периоде 12х12 (nмакс = 144) растровой функции, с номером N (от 0 до 63) уровня квантования равноконтрастного (пропорционального оптической плотности оригинала) шестиразрядного сигнала. (Приложение 2).
|
|
|
1.4.3 Шаблон для записи значений тона тест-объекта (Приложение 3).
1.4.4 Шаблон для построения графической модели растровой копии тест-объекта (Приложение 4).
1.4.5 Список вариантов заданий (Приложение 5).
1.4.6 Программный модуль «Растрирование» для создания растровой функции.
1.4.7 Средства программы Adobe Photoshop для формирования файла 64х польной ступенчатой растровой шкалы.
1.4.8 Электрофотографический («лазерный») принтер.
1.4.9 Колориметр.
Методика и порядок выполнения работы.
Преобразование значений оптического параметра оригинала в количества краски - относительные запечатываемые площади (значения тона – tone values по ISO 12647)
2.1.1 Вычислить относительные значения аналогового видеосигнала пропорциональные среднему (по площади отсчета) коэффициенту поглощения (1-ρ) оригинала, принимая отражения теста: U белого = 1; U черного = 0 (в варианте задания «негатив»: U белого = 0; U черного = 1). Этим значениям соответствуют площади темной части детали тест-объекта, отсекаемые ее контуром в зоне отсчета. Пример таких вычислений, учитывающих, что контуры проходят на тесте под углами с рациональными тангенсами, представлен на рис 1.
|
|
|
Рисунок 1 – Пример вычислений относительных площадей
Значения записать в сетке отсчетов анализа по примеру на рис. 2 ( для вариантов с одним отсчетом на период растровой функции).
Рис. 2. Пример представления значений оптического параметра оригинала в сетке отсчетов для вариантов Задания с одним отсчетом сигнала изображения на период растра (справа – для вариантов с 4 отсчетами).
2.1.2 Вычислить относительные площади S растровых точек (количества краски на копии) в указанном по варианту Задания эффективном интервале этих значений тона, т.е. с учетом уровней “белого” - S б и “черного” - S ч как
S = US ч + (1 - U) S б = U (S ч - S б) + S б
с точностью до третьего знака после запятой. Значения записать в сетке отсчетов.
2.1.3 Провести нелинейное квантование полученных значений тона по 64 уровням по прилагаемой таблице. Значения N номера уровня квантования также записать в ячейках сетки отсчетов.
2.1.4 Для соответствующих вариантов Задания расчеты по п.п. 2.1.1 – 2.1.3 выполнить для каждой четверти периода растровой функции.
2.1.5 Записать на полях теста пару значений, полученных по пп. 2.1.3 или 2.1.4, шестиразрядным двоичным кодом.
|
|
|
Пример записи значений, полученных по п.п.2.1.1 – 2.1.3, представлен на рис. 2.
2.1.6 Для соответствующих вариантов Задания осуществить процедуру нерезкого маскирования (Unsharp Masking – USM) изображения путем пересчета значения Nxy каждого отсчета с учетом четырех окрестных значений (Nx+1, y; Nx, y+1; Nx-1, y; Nx, y-1) по выражению
Nusm = Nx y + k [Nx y – (Nx y + Nx +1, y + Nx , y +1 + Nx -1, y + Nx , y -1 )/5],
принимая k = 1 и приравнивая значения большие, чем 63 или отрицательные соответственно 63 или 0. Значения окрестных отсчетов, выходящих за края теста принимать равными исходному, пересчитываемому Nxy.
Полученные значения записать в скобках в ту же таблицу.
Разработка функции растрового преобразования.
2.2.1 Создать весовую функцию алфавита растровых точек, записав в пространственный период (матрицу) из 12х12 элементов вывода (Рис. 2а) значения уровней квантования шестиразрядного сигнала изображения.
Рис. 3. Распределение (а) весовых значений субэлементов в периоде растровой функции для точек эллиптической формы; графемы печатных элементов для значений тона 25% (b), 50% (c) и 75% (d).
Для регулярного растра (см. вариант Задания) их распределение должно соответствовать геометрии, условно иллюстрируемой на рис. 4 линиями одинаковых значений. Такое распределение дает круглые печатные элементы в самых светлых тонах, в средних тонах их слегка эллиптичную или ромбовидную форму, а в самых темных круглую форму пробелов.
Рис. 4 Линии равных весовых значений в периоде весовой (растровой) функции, соответствующие т.н. Эвклидову закону изменения формы печатного элемента, обеспечивающие минимальный периметр запечатываемой площади и сглаживание скачка тона при касании точек в средних тонах.
Предусмотренные заданием варианты группирования весовых значений внутри периода растровой функции, отличающиеся значением линиатуры и наклона растра, поясняет рис. 5.
Рис. 5. Варианты группирования весовых значений элементов синтеза в пространственномпериоде растровой функции:
а — растровая «горка»;
б — растровая «воронка»;
в — для повернутого на 45° растра в √2 раз большей линиатуры;
г — для растра удвоенной линиатуры (0°)
Для нерегулярного растра распределять значения в матрице в случайном порядке, исключив, по возможности, образование ими сгустков или направленных структур, а также учитывая повторяемость матрицы и создаваемых с ее помощью графем на однотонных протяженных участках растрового изображения. Избегать изолированной установки весовых значений, если в Задании указано формировать минимальные точки (пробелы) не менее чем из двух субэлементов. В этом случае варьировать касание субэлементов соседних весовых значений по вертикали, горизонтали или диагонали.
2.2.2 Проиллюстрировать алфавит, реализуемый по этой функции, графемами точек/пробелов для значений S тона 25, 50 и 75% (См. примеры на рис. 3).
Дата добавления: 2021-12-10; просмотров: 35; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!