CN101505360B - 阈值矩阵的生成方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种阈值矩阵的生成方法，包括：在当前色面中，根据各元素的染色概率选择一个未染色的元素进行染色，记录该元素的染色次序；根据该元素的位置参数：利用确定每个色面中已染色元素聚合度的第一滤波器矩阵的元素值，更新当前色面未染色的元素的染色概率；利用确定多色面半色调调频网点重合率的第二滤波器矩阵的元素值更新其他色面未染色的元素的染色概率；按上述步骤依次遍历所有色面，直至所有色面均新增一个已染色元素；按上述使得所有色面均新增一个已染色元素的步骤循环遍历所有色面，直至所有色面的所有元素均被染色，根据各色面的所有元素的染色次序及位置参数，生成各色面的阈值矩阵。本发明还公开了一种阈值矩阵的生成装置。

Description

阈值矩阵的生成方法及装置

技术领域

本发明涉及图像硬拷贝复制技术领域，尤其是涉及一种阈值矩阵的生成方法及装置。

背景技术

图像的硬拷贝复制主要涉及打印机及高档印刷制版设备的挂网制版技术，该技术又称为数字图像半色调技术。挂网制版技术可以分为两类，分别是调幅挂网制版技术和调频挂网制版技术。调幅挂网制版技术又称为聚集点有序抖动技术，其特征是所生成的半色调图像的染色点在几何位置上是两两相邻地聚集在一起的，形成了一簇一簇的染色区域，这些染色区域被称为网点。在调幅挂网制版技术中，通过控制网点面积来控制原稿图像的灰度再现，被控制的网点也被称为调幅网点。

与调幅挂网制版技术不同，在调频挂网制版技术生成半色调图像的过程中，尽量避免染色点在几何位置上的聚集。调频挂网制版技术通过控制单位面积内染色点的个数来实现原稿图像的灰度再现。采用调频挂网制版技术生成的半色调图像内的染色点是以非聚集的形式分布的，不同的原稿灰度级，对应的染色点之间的平均距离不同，从数字图像处理的角度来看，图像的频率是变化的，这就是调频挂网制版技术的名词的由来。将采取调频挂网制版技术生成的染色点称为调频网点。传统的调频挂网通常采用基于误差扩散技术的挂网方法。

在印刷打印制版领域，图像硬拷贝复制的输出载体多是激光照排机，激光打印机，激光喷墨打印机等，受工艺的限制，调幅网点主要应用于后端印刷的激光照排领域，而调频网点多用于激光打印机和喷墨打印机等桌面办公领域上。

总体上讲，调频网点的应用领域没有调幅网点宽，这是因为，调幅网点的网点大小会随着层次的变化不断变化，保证有足够的油墨转移到承印物上；而调频网点的网点大小是固定的，且通常情况下网点过小，虽然调频网点能够避免调幅网点所特有的“龟纹”和层次跳变的弊端，但如果输出物理设备精度、油墨沾附性及承印载体的吸附性达不到要求的话，调频网点再现图像的效果会远远赶不上调幅网点。

并且，调频网点的完全随机的分布特性也会影响图像的再现。调频网点的随机性对图像具有锐化的效果，在连续调图像的中间层次上容易产生随机效应的纹理，在浅调层次和深调层次上会产生“蠕虫”纹理，上述纹理是随机性难以回避的。同时，调频网点大多数情况下是单个输出设备元素点，在输出物理设备状态不好的情况下，即输出设备分辨率较低的情况下，网点容易丢失，在浅调和深调层次的层次再现上就会出现层次丢失现象，进而无法很好的还原图像。

另外，传统调频挂网制版技术是对已经分好色的几个色面单独进行挂网，然后再进行多色面的叠印。在这个过程中，几个色面之间的网点分布没有相关性，叠印后，不同色面之间，网点时而重合，时而不重合，没有一定的规律性，在视觉效果上，会产生较重的颗粒感；且在网点重合的区域，不同颜色的油墨的叠加，对彩色图像的色彩亮度和饱和度都存在负面影响，例如，灰度为32的调频网点图如图1所示。

总而言之，虽然基于误差扩散技术的调频挂网制版技术在图像再现的细节上要好于调幅挂网制版技术，但由于调频挂网制版技术存在上述不足，限制了其使用，有待于进一步改进和完善。

发明内容

本发明实施例提供了一种阈值矩阵的生成方法，利用生成的阈值矩阵进行调频挂网，改善再现的图像质量，该方法包括：

在当前色面中，根据各元素的染色概率选择一个未染色的元素进行染色，记录该元素的染色次序；

根据该元素的位置参数：利用确定每个色面中已染色元素聚合度的第一滤波器矩阵的元素值，更新当前色面未染色的元素的染色概率；利用确定多色面半色调调频网点重合率的第二滤波器矩阵的元素值更新其他色面未染色的元素的染色概率；

按上述步骤依次遍历所有色面，直至所有色面均新增一个已染色元素；

按上述使得所有色面均新增一个已染色元素的步骤循环遍历所有色面，直至所有色面的所有元素均被染色，根据各色面的所有元素的染色次序及位置参数，生成各色面的阈值矩阵；

第一滤波器矩阵是指按如下公式生成元素的滤波器矩阵：

$F_1[x,y]=f_1\left(\sqrt{{(x-\frac{W}{2})}^2+{(y-\frac{H}{2})}^2}\right)$

其中：

$f_1\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}{d}_{11},x<p_{11}\\ d_{12},p_{11}<x<p_{12}\\ ...\\ \frac{a_1}{x^2},x>p_{1n}\end{array}\right.,$

x∈[1，W]；y∈[1，H]，W为滤波器矩阵的宽度、H为滤波器矩阵的高度；d₁₁，d₁₂，...，p₁₁，p₁₂，...，p_1n，以及a₁为可变系数；

第二滤波器矩阵是指按如下公式生成元素的滤波器矩阵：

$F_2[x,y]=f_2\left(\sqrt{{(x-\frac{W}{2})}^2+{(y-\frac{H}{2})}^2}\right)$

其中：

$f_2\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}{d}_{21},x<p_{21}\\ d_{22},p_{21}<x<p_{22}\\ ...\\ \frac{a_2}{x^2},x>p_{2n}\end{array}\right.,$

x∈[1，W]；y∈[1，H]，W为滤波器矩阵的宽度、H为滤波器矩阵的高度；d₂₁，d₂₂，...，p₂₁，p₂₂，...，p_2n以及a₂为可变系数。

较佳的，所述确定每个色面中已染色元素聚合度是指：利用第一滤波器矩阵的可变系数d₁₁，d₁₂，...，p₁₁，p₁₂，...，p_1n，a₁确定每个色面中已染色元素聚合度。

较佳的，所述在当前色面中，根据各元素的染色概率选择一个未染色的元素进行染色是指：

在当前色面未染色的元素中选择一个染色概率最大的元素进行染色。

较佳的，所述在当前色面中，根据各元素的染色概率选择一个未染色的元素进行染色，记录该元素的染色次序之后进一步包括：

将该元素的染色概率更新为无穷小。

较佳的，所述根据该元素的位置参数：利用第一滤波器矩阵的元素值，更新当前色面未染色的元素的染色概率包括：

叠合当前色面与第一滤波器矩阵，平移第一滤波器矩阵，直至被选择元素的位置与第一滤波器矩阵的中心点重合；

以所述中心点为中心回绕第一滤波器矩阵，更新当前色面未染色元素的染色概率。

较佳的，所述根据该元素的位置参数：利用第二滤波器矩阵的元素值更新其他色面未染色的元素的染色概率包括：

依次遍历其他色面，对其中的每一个色面按如下步骤进行元素染色概率的更新：

将该色面与第二滤波器矩阵叠合，平移第二滤波器矩阵，直至该色面上与当前色面中被选择的元素位置相同的元素位置、与第二滤波器矩阵的中心点重合；

以所述中心点为中心回绕第二滤波器矩阵，更新该色面未染色元素的染色概率。

本发明实施例还提供了一种阈值矩阵的生成装置，利用生成的阈值矩阵进行调频挂网，改善再现的图像质量，该装置包括：

染色单元，用于在当前色面中，根据各元素的染色概率选择一个未染色的元素进行染色，记录该元素的染色次序；

更新单元，用于根据该元素的位置参数：利用确定每个色面中已染色元素聚合度的第一滤波器矩阵的元素值，更新当前色面未染色的元素的染色概率；利用确定多色面半色调调频网点重合率的第二滤波器矩阵的元素值更新其他色面未染色的元素的染色概率；第一滤波器矩阵是指按如下公式生成元素的滤波器矩阵：其中：

x∈[1，W]；y∈[1，H]，W为滤波器矩阵的宽度、H为滤波器矩阵的高度；d₁₁，d₁₂，...，p₁₁，p₁₂，...，p_1n，以及a₁为可变系数；第二滤波器矩阵是指按如下公式生成元素的滤波器矩阵：其中：

x∈[1，W]；y∈[1，H]，W为滤波器矩阵的宽度、H为滤波器矩阵的高度；d₂₁，d₂₂，...，p₂₁，p₂₂，...，p_2n，以及a₂为可变系数；

遍历触发单元，用于依次遍历所有色面，在遍历到的当前色面上触发所述染色单元、更新单元执行，直至所有色面均新增一个被染色的元素；

循环遍历单元，用于循环遍历所有色面，在遍历到的当前色面上触发所述遍历触发单元执行，直至所有色面的所有元素均被染色，根据各色面的所有元素的染色次序及位置参数，生成各色面的阈值矩阵。

较佳的，所述染色单元包括：

选择子单元，用于在当前色面未染色的元素中选择一个染色概率最大的元素进行染色。

较佳的，所述染色单元进一步包括：

更新子单元，用于将该元素的染色概率更新为无穷小。

较佳的，所述更新单元包括：

第一平移子单元，用于叠合当前色面与第一滤波器矩阵，平移第一滤波器矩阵，直至被选择元素的位置与第一滤波器矩阵的中心点重合；

第一更新子单元，用于以所述中心点为中心回绕第一滤波器矩阵，更新当前色面未染色元素的染色概率。

较佳的，所述更新单元包括：

遍历子单元，用于通过触发如下模块执行，依次遍历其他色面，对其中的每一个色面进行元素染色概率的更新：

第二平移子单元，用于将该色面与第二滤波器矩阵叠合，平移第二滤波器矩阵，直至该色面上与当前色面中被选择的元素位置相同的元素位置、与第二滤波器矩阵的中心点重合；

第二更新子单元，用于以所述中心点为中心回绕第二滤波器矩阵，更新该色面未染色元素的染色概率。

本发明实施例中，利用确定每个色面中已染色元素聚合度的第一滤波器矩阵及确定多色面半色调调频网点重合率的第二滤波器矩阵为每个色面生成阈值矩阵，并利用生成的阈值矩阵进行调频挂网。第一滤波器矩阵可以确定已染色元素聚合度，进而可以解决现有技术中调频网点大小固定且过小的问题，可视作在调频网的基础上引入调幅特性，将传统的调频网与调幅网进行有机的结合，集调幅、调频的长处于一身，可以解决在低分辨率设备上输出时，调频网点过小引起网点层次易丢失的问题；利用第二滤波器矩阵使不同色面之间产生了关联，能够确定多色面半色调调频网点的重合率，保证了图像色彩的明亮度和饱和度，最终能够再现出高质量的图像。

附图说明

图1是背景技术中灰度为32的半色调调频网点示意图；

图2是本发明实施例中阈值矩阵的生成方法的流程图；

图3是本发明实施例中更新概率所采用的回绕方法的示意图；

图4是本发明实施例中第一滤波器矩阵的具体参数值；

图5是本发明实施例中第二滤波器矩阵的具体参数值；

图6是本发明实施例中染色矩阵、阈值矩阵初始化的示意图；

图7是本发明实施例中概率矩阵初始化的示意图；

图8是本发明实施例中[6，6]被染色后，更新后的第一个色面的染色矩阵、阈值矩阵的示意图；

图9是本发明实施例中[6，6]被染色后，更新后的第一个色面的概率矩阵的示意图；

图10、图11、图12是本发明实施例中[6，6]被染色后，更新的其他色面的概率矩阵的示意图；

图13、图14、图15是本发明实施例中第一次遍历结束时其他色面的阈值矩阵的示意图；

图16、图17、图18、图19是本发明实施例中第一次遍历结束时所有色面更新后的概率矩阵的示意图；

图20、图21、图22、图23是本发明实施例中所有色面元素均染色后生成的阈值矩阵；

图24是本发明实施例中生成的粗细度不同的半色调调频网点的示意图；

图25、图26、图27、图28是本发明实施例中生成的灰度为32的多色面半色调调频网点的示意图；

图29是本发明实施例中阈值矩阵的生成装置结构示意图；

图30、图31是本发明实施例中染色单元的装置结构示意图；

图32、图33是本发明实施例中更新单元的装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明实施例进行详细说明。

本发明实施例提供了一种阈值矩阵的生成方法，如图2所示，该方法的步骤流程图如下：

步骤201、在当前色面中，根据各元素的染色概率选择一个未染色的元素进行染色，记录该元素的染色次序；

步骤202、根据该元素的位置参数：利用确定每个色面中已染色元素聚合度的第一滤波器矩阵的元素值，更新当前色面未染色的元素的染色概率；利用确定多色面半色调调频网点重合率的第二滤波器矩阵的元素值更新其他色面未染色的元素的染色概率；

步骤203、按上述步骤依次遍历所有色面，直至所有色面均新增一个已染色元素；

步骤204、按上述使得所有色面均新增一个已染色元素的步骤循环遍历所有色面，直至所有色面的所有元素均被染色，根据各色面的所有元素的染色次序及位置参数，生成各色面的阈值矩阵。

一个实施例中，阈值矩阵的生成方法有多种，如可以利用抖动技术生成阈值矩阵，也可以利用滤波器矩阵生成阈值矩阵。本发明实施例中采用了利用两个滤波器矩阵生成阈值矩阵的方法，如图2所示，一个滤波器矩阵用于确定每个色面中已染色元素聚合度，另外一个用于确定多色面半色调调频网点重合率。为方便后文描述，将确定每个色面中已染色元素聚合度的滤波器矩阵称为第一滤波器矩阵，将确定多色面半色调调频网点重合率的滤波器矩阵称为第二滤波器矩阵。

一个实施例中，假设每个色面对应的阈值矩阵的元素数均为W×H个，可以设每个阈值矩阵的宽度为W，高度为H。实施时，第一滤波器矩阵是指按如下公式生成元素的滤波器矩阵：

其中：

x∈[1，W]；y∈[1，H]，W为滤波器矩阵的宽度、H为滤波器矩阵的高度；d₁₁，d₁₂，...，p₁₁，p₁₂，...，p_1n，以及a₁为可变系数；

第二滤波器矩阵是指按如下公式生成元素的滤波器矩阵：其中：

x∈[1，W]；y∈[1，H]，W为滤波器矩阵的宽度、H为滤波器矩阵的高度；d₂₁，d₂₂，...，p₂₁，p₂₂，...，p_2n，以及a₂为可变系数。

一个实施例中，为方便确认元素状态、元素的染色概率，以便选择未染色的元素，可以为每一个色面分配多个状态矩阵，例如可以设置染色矩阵，用于记录对应的色面中每个元素的染色状态；还可以设置概率矩阵，用于记录对应的色面中每个元素的染色概率。其中，每个矩阵的宽度及高度均与阈值矩阵相同。

为方便后文描述，将染色矩阵命名为B_i，B_i[x，y]代表色面i中坐标为[x，y]的元素是否被染色：若B_i[x，y]为0，代表未被染色；若B_i[x，y]为1，代表已被染色。将概率矩阵命名为M_i，M_i[x，y]是色面i中坐标为[x，y]的元素的染色概率。将阈值矩阵命名为T_i，T_i[x，y]代表色面i中坐标为[x，y]的元素被染色的次序。其中，i取1至色面总数之间的正整数值，实施时，将色面总数设为c，即i∈[1，c]；x、y均位于色面内，即x ∈[1，W]；y∈[1，H]。

一个实施例中，在对多色面中的元素进行染色之前，初始化染色矩阵B₁，B₂，...，B_c，将所有元素都设置成未染色状态；初始化阈值矩阵T₁，T₂，...，T_c，将阈值矩阵中所有元素均设为0。具体处理方式如下：B_i[x，y]＝0；T_i[x，y]＝0；i∈[1，c]；x∈[1，W]；y∈[1，H]，且都是整数。同时，对概率矩阵M₁，M₂，...，M_c进行初始化，具体处理方式如下：M_i[x，y]＝0.00；i∈[1，c]；x∈[1，W]；y∈[1，H]，且都是整数。这意味在初始状态，所有的元素均处于未被染色的状态，且各元素被染色的概率相同。

如图2所示，步骤201在实施时，假设当前色面是第i个色面，在第i个色面中选择一个未染色的元素进行染色，元素的选择可以有多种方法，如可以根据元素的染色概率进行选择，实施时，为方便元素的选择，可以根据概率矩阵的元素值进行选择，可以选择染色概率最大的元素，也可以选择染色概率最小的元素，或者选择其他指定染色概率的元素，现以选择染色概率最大的元素为例进行说明。现假设选择的元素坐标为[m，n]，即，M_i[m，n]＝max{M_i[W，H]}。

在当前色面中确定选择的元素后，记录该元素的染色次序，其中，当前色面被选择的元素的染色次序可以有多种方法确定，例如，可以利用计数器计数，也可以利用设置阈值的方法，现以设置阈值Threshold为例进行说明。将阈值Threshold初始化为1，在所有色面均选择出一个元素被染色后，Threshold自加1，即Threshold＝Threshold+1，直至Threshold＝W×H。

如图2所示，步骤201在实施时，在阈值矩阵中找到与上述选择的元素[m，n]相对应的元素位置，记录[m，n]的染色次序，即此时的Threshold的值。在一个实施例中，当前色面中，为方便确认某个元素为已染色元素，在根据当前色面元素染色概率选择一个未染色的元素时无须考虑已染色元素，可以将已染色元素染色概率设定为某个固定值，较佳的，可以将该元素的染色概率更新为无穷小，可以避免元素选择时出现重复选择的情况。可以用如下公式进行表示：

B_i[m，n]＝1；T_i[m，n]＝Threshols；M_i[m，n]＝无穷小。

实施时，如图2所示，步骤202在实施时，该元素染色结束后，可以根据该元素的位置参数[m，n]，更新所有色面中未染色元素的染色概率。其中，可以利用第一滤波器矩阵的元素值更新第i个色面未染色元素的染色概率，具体实施步骤如下：叠合M_i与F₁，并且平移F₁，使得M_i的(m，n)与F₁的

重合，按图3所示的方式进行回绕之后，与未染色元素的位置参数对应的矩阵元素的差为更新后的未染色元素的染色概率。

实施时，还可以利用第二滤波器矩阵的元素值更新其他色面未染色元素的染色概率，具体实施步骤如下：

叠合M_j(j∈[1，c]& & j≠i)与F₂，并且平移F₂，使得M_j的(m，n)与F₂的

对应，按图3所示的方式进行回绕之后，与未染色元素的位置参数对应的矩阵元素的差为更新后的未染色元素的染色概率。

概率矩阵的更新可以由如下公式表示：

$x^{\&prime;}=(m+x-\frac{W}{2})\mathrm{mod}W;$

$y^{\&prime;}=(n+y-\frac{H}{2})\mathrm{mod}H;$

M_i[x′，y′]＝M_i[x′，y′]-F₁[x，y]；

M_others[x′，y′]＝M_others[x′，y′]-F₂[x，y]；

其中，i是当前色面；others是除色面i之外的其他色面。

根据得到的新的矩阵更新原概率矩阵M₁，M₂...，M_i，...，M_c。当前色面新增加了一个被染色的元素后，利用第一滤波器矩阵更新当前色面未染色元素的染色概率，利用第二滤波器矩阵更新其他色面未染色元素的染色概率，这意味着，新增的染色元素不但影响了本色面中其他未染色元素的染色概率，还影响了其他色面未染色元素的染色概率，从而导致其他色面的染色顺序也发生改变。通过概率更新使得当前色面的阈值矩阵和其他色面的阈值矩阵发生了关联，在多个色面进行叠合时，能够控制半色调调频网点的重合率。

如图2所示流程，步骤203在实施时，所有色面均为有序排列，依次遍历过c个色面，在遍历到的当前色面上执行步骤201及步骤202，遍历结束时，每个色面均完成一次元素染色及概率更新，即每个色面均新增一个已染色元素，阈值Threshold自加1。

如图2所示流程，步骤204在实施时，按照步骤203循环遍历所有色面，，在每次遍历过程中，每个色面均新增一个已染色元素，直至所有色面的所有元素均被染色，即此时阈值Threshold＝W×H，根据各色面中所有元素的染色顺序及其位置参数，生成各色面的阈值矩阵。

现举一具体实施例说明阈值矩阵的生成。实施时，参数设定如下：

矩阵宽度W＝9；矩阵高度H＝9；色面数量c＝4。

实施时，为函数f₁(x)的可变参数赋值，现假设n＝1，d₁₁＝-0.16，

a₁＝16，即

还需要为函数f₂(x)中的可变参数赋值，设n＝1，d₂₁＝0.444，a₂＝1，即

采用上述函数生成的滤波器矩阵F₁[W，H]如图4所示，滤波器矩阵F₂[W，H]如图5所示。

实施时，初始化染色矩阵B₁，B₂，...，B₄，将所有元素都设置成未染色状态，矩阵B_i[x，y]的初始化结果如图6所示；初始化概率矩阵M₁，M₂，...，M₄，矩阵M_i[x，y]的初始化结果如图7所示；初始化阈值矩阵T₁，T₂，...，T₄，矩阵T_i[x，y]的初始化结果如图6所示。初始化阈值Threshold＝1。

现有元素的染色概率相同且都处于未染色状态，实施时，i的初始值为1。第一个色面对应得概率矩阵是M₁，在M₁中寻找最大值及其对应的元素坐标[m，n]，现假设被选中的点是[6，6]，对[6，6]进行染色并更新该点的状态，即B₁[6，6]＝1，M₁[6，6]＝无限大，更新后的概率矩阵如图8所示；本实施例中，元素[6，6]被染色后，将阈值矩阵中[6，6]更新为1。

元素[6，6]被染色后，利用滤波器矩阵F₁更新被染色的元素[6，6]所在的色面元素的染色概率，即第一个色面的染色概率，具体实施方式如下：叠合M₁与F₁，并且平移F₁，使得M₁的(6，6)与F₁的

重合，并以重合的坐标点为中心，按图3所示方法进行回绕，将回绕得到的与未染色元素位置参数对应的矩阵元素相减，更新后的M₁如图9所示。

实施时，利用滤波器矩阵F₂更新其他色面中的元素的染色概率M_j(j∈[1，4]& &j≠1)，叠合M_j与F₂，并且平移F₂，使得M_j的(6，6)与F₂的

重合，并以重合的坐标点为中心，按图3所示方法进行回绕，将回绕得到的与未染色元素位置参数对应的矩阵元素相减，以此更新点中概率矩阵除M₂的其他概率矩阵M₂，M₃，M₄，更新后的M₂，M₃，M₄如图10、图11、图12所示。利用公式对上述步骤进行描述：

$x^{\&prime;}=(6+x-\frac{9}{2})\mathrm{mod}9;$

$y^{\&prime;}=(6+y-\frac{9}{2})\mathrm{mod}9;$

M₁[x′，y′]＝M₁[x′，y′]-F₁[x，y]；

M_others[x′，y′]＝M_others[x′，y′]-F₂[x，y]；

others是1之外的其他色面，即2、3、4色面。

4个色面的概率矩阵更新结束后，色面的第一次遍历结束，此时的各色面的阈值矩阵如图8、图13、图14、图15所示，各色面对应的更新后的概率矩阵如图16、图17、图18、图19所示，Threshold加1，变为2。

重复上述步骤，每次遍历四个色面，在每个色面中选择一个元素进行染色，并更新染色概率矩阵，更新后，阈值Threshold自加1。当Threshold＝9×9＝81时，每个色面的所有元素均被染色，对应生成的阈值矩阵如图20、图21、图22、图23所示，结合生成的阈值矩阵的图像可以看出，利用该实施例生成的阈值矩阵进行调频挂网，不同色面相同位置的元素被同时染色的概率非常低，大大降低了生成的半色调调频网点的重合率。

如图2所示流程，步骤201在实施时，第一滤波器矩阵确定了每个色面中已染色元素的聚合度，实施时，可以利用可变系数d₁₁，d₁₂，...，p₁₁，p₁₂，...，p_1n，a₁确定每个色面中已染色元素聚合度。d₁₁，d₁₂，...，p₁₁，p₁₂，...，p_1n，a₁为可变系数，进而

也是可变的，根据f₁得到的滤波器矩阵F₁也是可变的，这说明，每个色面中已染色元素聚合度并不是固定的，是可以通过可变系数的调整来控制的。实施时，可以通过控制可变参数控制每个色面中已染色元素的聚合度增大，从而生成较粗的网点，可以解决现有技术中网点固定且过小的问题。采用本发明实施例提供的方法，生成的半色调调频网点粗细是可调的，具体实例参见图24。

一个实施例中，采用本发明实施例提供的方法，生成的多色面半色调调频网点是相关联的，实施时，可以利用可变系数d₂₁，d₂₂，...，p₂₁，p₂₂，...，p_2n，a₂确定色面之间网点的重合率。d₂₁，d₂₂，...，p₂₁，p₂₂，...，p_2n，a₂为可变系数，进而也是可变的，根据f₂得到的滤波器矩阵F₂也是可变的，这说明，多色面半色调调频网点的重合率是可控的，例如，图25、图26、图27、图28的图像均是采用相关联的方法生成的，与图1相比有明显不同，但四个图之间也并不相同，四色面重合时，图1是四色完全重合，图25、图26、图27逐渐岔开，图28是四色完全岔开，达到最佳。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种阈值矩阵的生成装置，如图29所示，该装置可以包括：

染色单元2901，用于在当前色面中，根据各元素的染色概率选择一个未染色的元素进行染色，记录该元素的染色次序；

更新单元2902，用于根据该元素的位置参数：利用确定每个色面中已染色元素聚合度的第一滤波器矩阵的元素值，更新当前色面未染色的元素的染色概率；利用确定多色面半色调调频网点重合率的第二滤波器矩阵的元素值更新其他色面未染色的元素的染色概率；

遍历触发单元2903，用于依次遍历所有色面，在遍历到的当前色面上触发所述染色单元、更新单元执行，直至所有色面均新增一个被染色的元素；

循环遍历单元2904，用于循环遍历所有色面，在遍历到的当前色面上触发所述遍历触发单元执行，直至所有色面的所有元素均被染色，根据各色面的所有元素的染色次序及位置参数，生成各色面的阈值矩阵。

实施时，如图30所示，染色单元2901可以包括：

选择子单元3001，用于在当前色面未染色的元素中选择一个染色概率最大的元素进行染色。

实施时，如图31所示，更新单元2902还可以包括：

更新子单元3101，用于将该元素的染色概率更新为无穷小。

实施时，如图32所示，更新单元2902可以包括：

第一平移子单元3201，用于叠合当前色面与第一滤波器矩阵，平移第一滤波器矩阵，直至被选择元素的位置与第一滤波器矩阵的中心点重合；

第一更新子单元3202，用于以所述中心点为中心回绕第一滤波器矩阵，更新当前色面未染色元素的染色概率。

实施时，如图33所示，更新单元2902还可以包括：

遍历子单元3301，用于通过触发如下模块执行，依次遍历其他色面，对其中的每一个色面进行元素染色概率的更新：

第二平移子单元3302，用于将该色面与第二滤波器矩阵叠合，平移第二滤波器矩阵，直至该色面上与当前色面中被选择的元素位置相同的元素位置、与第二滤波器矩阵的中心点重合；

第二更新子单元3303，用于以所述中心点为中心回绕第二滤波器矩阵，更新该色面未染色元素的染色概率。

本发明实施例中，利用确定每个色面中已染色元素聚合度的第一滤波器矩阵及确定多色面半色调调频网点重合率的第二滤波器矩阵为每个色面生成阈值矩阵，并利用生成的阈值矩阵进行调频挂网。第一滤波器矩阵可以确定已染色元素聚合度，进而可以解决现有技术中调频网点大小固定且过小的问题，可视作在调频网的基础上引入调幅特性，将传统的调频网与调幅网进行有机的结合，集调幅、调频的长处于一身，可以解决在低分辨率设备上输出时，调频网点过小引起网点层次易丢失的问题；利用第二滤波器矩阵使不同色面之间产生了关联，能够确定多色面半色调调频网点的重合率，保证了图像色彩的明亮度和饱和度，最终能够再现出高质量的图像。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变形而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变形属于本发明权利要求及其等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变形在内。

Claims (12)

1.一种阈值矩阵的生成方法，其特征在于，该方法包括：

在当前色面中，根据各元素的染色概率选择一个未染色的元素进行染色，记录该元素的染色次序；

根据该元素的位置参数：利用确定每个色面中已染色元素聚合度的第一滤波器矩阵的元素值，更新当前色面未染色的元素的染色概率；利用确定多色面半色调调频网点重合率的第二滤波器矩阵的元素值更新其他色面未染色的元素的染色概率；

按上述步骤依次遍历所有色面，直至所有色面均新增一个已染色元素；

按上述使得所有色面均新增一个已染色元素的步骤循环遍历所有色面，直至所有色面的所有元素均被染色，根据各色面的所有元素的染色次序及位置参数，生成各色面的阈值矩阵；

第一滤波器矩阵是指按如下公式生成元素的滤波器矩阵：

$F_1\&lsqb;x,y\&rsqb;=f_1\left(\sqrt{{(x-\frac{W}{2})}^2+{(y-\frac{H}{2})}^2}\right)$

其中：

$f_1\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}{d}_{11},x<p_{11}\\ d_{12},p_{11}<x<p_{12}\\ ...\\ \frac{a_1}{x^2},x>p_{1n}\end{array}\right.,$

x∈[1，W]；y∈[1，H]，W为滤波器矩阵的宽度、H为滤波器矩阵的高度；d₁₁，d₁₂，...，p₁₁，p₁₂，...，p_1n，以及a₁为可变系数；

第二滤波器矩阵是指按如下公式生成元素的滤波器矩阵：

$F_2\&lsqb;x,y\&rsqb;=f_2\left(\sqrt{{(x-\frac{W}{2})}^2+{(y-\frac{H}{2})}^2}\right)$

其中：

$f_2\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}{d}_{21},x<p_{21}\\ d_{22},p_{21}<x<p_{22}\\ ...\\ \frac{a_2}{x^2},x>p_{2n}\end{array}\right.,$

x∈[1，W]；y∈[1，H]，W为滤波器矩阵的宽度、H为滤波器矩阵的高度；d₂₁，d₂₂，...，p₂₁，p₂₂，...，p_2n，以及a₂为可变系数。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定每个色面中已染色元素聚合度是指：

利用第一滤波器矩阵的可变系数d₁₁，d₁₂，...，p₁₁，p₁₂，...，p_1n，a₁确定每个色面中已染色元素聚合度。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在当前色面中，根据各元素的染色概率选择一个未染色的元素进行染色是指：

在当前色面未染色的元素中选择一个染色概率最大的元素进行染色。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述在当前色面中，根据各元素的染色概率选择一个未染色的元素进行染色，记录该元素的染色次序之后进一步包括：

将该元素的染色概率更新为无穷小。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据该元素的位置参数，利用确定每个色面中已染色元素聚合度的第一滤波器矩阵的元素值，更新当前色面未染色的元素的染色概率包括：

叠合当前色面与第一滤波器矩阵，平移第一滤波器矩阵，直至被选择元素的位置与第一滤波器矩阵的中心点重合；

以所述中心点为中心回绕第一滤波器矩阵，更新当前色面未染色元素的染色概率。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据该元素的位置参数，利用确定多色面半色调调频网点重合率的第二滤波器矩阵的元素值更新其他色面未染色的元素的染色概率包括：

依次遍历其他色面，对其中的每一个色面按如下步骤进行元素染色概率的更新：

将该色面与第二滤波器矩阵叠合，平移第二滤波器矩阵，直至该色面上与当前色面中被选择的元素位置相同的元素位置、与第二滤波器矩阵的中心点重合；

以所述中心点为中心回绕第二滤波器矩阵，更新该色面未染色元素的染色概率。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生成各色面的阈值矩阵之后，进一步包括：

利用所述阈值矩阵进行调频挂网，生成多色面半色调调频网点。

8.一种阈值矩阵的生成装置，其特征在于，该装置包括：

染色单元，用于在当前色面中，根据各元素的染色概率选择一个未染色的元素进行染色，记录该元素的染色次序；

更新单元，用于根据该元素的位置参数：利用确定每个色面中已染色元素聚合度的第一滤波器矩阵的元素值，更新当前色面未染色的元素的染色概率；利用确定多色面半色调调频网点重合率的第二滤波器矩阵的元素值更新其他色面未染色的元素的染色概率；第一滤波器矩阵是指按如下公式生成元素的滤波器矩阵：

其中：

x∈[1，W]；y∈[1，H]，W为滤波器矩阵的宽度、H为滤波器矩阵的高度；d₁₁，d₁₂，...，p₁₁，p₁₂，...，p_1n，以及a₁为可变系数；第二滤波器矩阵是指按如下公式生成元素的滤波器矩阵：

其中：

x∈[1，W]；y∈[1，H]，W为滤波器矩阵的宽度、H为滤波器矩阵的高度；d₂₁，d₂₂，...，p₂₁，p₂₂，...，p_2n，以及a₂为可变系数；

遍历触发单元，用于依次遍历所有色面，在遍历到的当前色面上触发所述染色单元、更新单元执行，直至所有色面均新增一个被染色的元素；

循环遍历单元，用于循环遍历所有色面，在遍历到的当前色面上触发所述遍历触发单元执行，直至所有色面的所有元素均被染色，根据各色面的所有元素的染色次序及位置参数，生成各色面的阈值矩阵。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述染色单元包括：

选择子单元，用于在当前色面未染色的元素中选择一个染色概率最大的元素进行染色。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述染色单元进一步包括：

更新子单元，用于将该元素的染色概率更新为无穷小。

11.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述更新单元包括：

第一平移子单元，用于叠合当前色面与第一滤波器矩阵，平移第一滤波器矩阵，直至被选择元素的位置与第一滤波器矩阵的中心点重合；

第一更新子单元，用于以所述中心点为中心回绕第一滤波器矩阵，更新当前色面未染色元素的染色概率。

12.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述更新单元包括：

遍历子单元，用于通过触发如下模块执行，依次遍历其他色面，对其中的每一个色面进行元素染色概率的更新：

第二平移子单元，用于将该色面与第二滤波器矩阵叠合，平移第二滤波器矩阵，直至该色面上与当前色面中被选择的元素位置相同的元素位置、与第二滤波器矩阵的中心点重合；

第二更新子单元，用于以所述中心点为中心回绕第二滤波器矩阵，更新该色面未染色元素的染色概率。

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