CN102555417A - 调幅加网方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种调幅加网方法，包括：以正六边形网点构成用于调幅加网的阈值矩阵。在本发明的实施例中，提供了一种调幅加网装置，包括：矩阵模块，用于以正六边形网点构成用于调幅加网的阈值矩阵。本发明上述实施例的调幅加网方法和装置因为采用正六边形网点构成阈值矩阵，所以克服了现有技术的网点所存在的问题，达到了提高印刷质量的效果。

Description

调幅加网方法和装置

技术领域

本发明涉及印刷领域，具体而言，涉及调幅加网方法和装置。

背景技术

现代胶印采用的是柯式印刷，即四色套印，也就是将彩色图片分成四色：青(C)，品(M)，黄(Y)，黑(K)四色。对于一种油墨来说，它的颜色和浓度是固定的，即输出结果是2值，0和1，分别代表了油墨的存在与否，并没有中间的灰度级，这就决定了一幅将要被打印的图像应该是由二进制的图像元素组成的。完成从灰度图到2值图像的操作过程叫做挂网。挂网也叫加网，是指把连续色调的图像分解成网点的过程。加网后的图像，用网点的大小或疏密反映图像实际的层次。对图像进行加网的过程在图像学中称为数字半色调过程。如果网点间距离相等而大小是变化的，称为调幅网；网点大小相同而间距是变化的，称为调频网。

当使用放大装置观看印刷出的图像时，细细观察先前肉眼能够看到的微小的点粒，可以发现单一颜色的点粒的排列规律。点粒的变化规律有以下两种：点粒中心位置规则排列，点粒的大小随局部灰度级的增大而增大，这种图像是由调幅网挂网生成的，其中各种形状的点粒业界称为网点。另外一些图像，其中的点粒更加细小，并且它们的大小相同，只不过灰度层次高的地方点粒密集，层次低的地方点粒稀松，这种图像就是调频网挂网生成的，其中的点粒一般也称为网点，不过它的意义和调幅网中的网点不同。

在调幅网中网点的形状和大小随灰度层次的增加而改变的规律称为网形。传统的网形有纯圆网点，还有：线性网点、方圆网点、方形网点、椭圆形网点，菱形网点等等，上述网点属于传统调幅网点。

传统印刷中，频繁使用调幅网点，由于制版印刷工艺过程中普遍存在网点扩大的现象，网点扩大越大则印刷输出层次损失越严重。因不同网型带来的网点扩大程度也有所差异，按几何学推导，纯圆网点周长最短，因此纯圆网点扩大就越小，其它规则网点周长都偏大，其网点扩大也就越严重。但是，一旦圆形网点与圆形网点相连后，其扩张系数就会很高，从而导致印刷时因暗调区域网点油墨量过大而容易在周边堆积，最终使图像暗调部分失去应有的层次。

发明人发现，纯圆网点之外的其他网点则具有调幅网的两个典型特点，包括：

1)相对纯圆网点，单个网点周长都比较大；

2)网点排列角度θ单一，只能是正交排列的两种角度θ或90+θ。

同时2)中提到的正交网点排列也是传统网点的一个共性。发明人发现，由许多印刷实际经验结合几何推导可以得出，正交网点分布特点在印刷过程中容易因传统网角选择受限或印刷控制不当导致CMYK四色版套印撞网或纹理问题，最终影响印刷输出质量。

发明内容

本发明旨在提供一种调幅加网方法和装置，以解决现有技术的网点的问题。

在本发明的实施例中，提供了一种调幅加网方法，包括：以正六边形网点构成用于调幅加网的阈值矩阵。

在本发明的实施例中，提供了一种调幅加网装置，包括：矩阵模块，用于以正六边形网点构成用于调幅加网的阈值矩阵。

本发明上述实施例的调幅加网方法和装置因为采用正六边形网点构成阈值矩阵，所以克服了现有技术的网点所存在的问题，达到了提高印刷质量的效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明实施例的六边形网点形状变化规律的示意图；

图2示出了根据本发明一个优选实施例的以正六边形网点构成阈值矩阵的流程图；

图3-图5示出了根据本发明优选实施例的在阈值矩阵中平铺正六边形网点的示意图；

图6示出了根据本发明优选实施例的阈值矩阵映射的几何变换方式的示意图；

图7示出了根据本发明优选实施例生成的宽高不等的六边形网点效果的平铺图示；

图8示出了根据本发明优选实施例生成的宽高相等的六边形网点效果平铺图示；

图9示出了根据本发明一个优选实施例的矩阵模块的示意图。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本发明的一个实施例提供了一种调幅加网方法，包括：以正六边形网点构成用于调幅加网的阈值矩阵。

现有技术提供了纯圆网点、线性网点、方圆网点、方形网点、椭圆形网点，菱形网点等，但是都存在各自的问题。图1示出了根据本发明实施例的六边形网点形状变化规律的示意图，可以看出生成的正六边形网点有效地缩小单个网点的周长尺寸，使其更加接近纯原形网点周长，从而有效减弱网点扩大并控制在允许的范围内；同时因正六边形网点网角排布的非正交性，规避了因套印原因以及传统网角受限导致的撞网等纹理痼疾，最终使得该网点不仅能在任何印刷条件下使用，而且其网点层次质量也得到了最大的发挥。

图2示出了根据本发明一个优选实施例的以正六边形网点构成阈值矩阵的流程图，包括：

步骤S10，在阈值矩阵中平铺正六边形网点；

步骤S20，将阈值矩阵的每个像素映射到各个正六边形网点；

步骤S30，对于每个正六边形网点，对其中的各个像素设置阈值。

图3-图5示出了根据本发明优选实施例的在阈值矩阵中平铺正六边形网点的示意图，图3是创建的特征矩形，图4示出了将阈值矩阵划分为平铺的多个特征矩形；图5示出了设置每个特征矩形包含：1个正六边形网点D0，处于中央；和4个1/4正六边形网点D1、D2、D3、D4，分别处于特征矩形的四角，并与D0相邻；其中，以平铺方向的对角线为第一切割线，以穿过正六边形网点的中心垂直于第一切割线的线为第二切割线，将正六边形网点分成4份。

由于正六边形几何特性，相比方形网点其无法在网点阈值矩阵内进行平铺操作，因此定义一矩形网点区域T‘(即特征矩形)，参见图3。在如图4所示，利用特征矩形T‘完成阈值矩阵内的平铺后，再如图5所示，在每个特征矩形T‘内划分正六边形。从而实现了在阈值矩阵中平铺正六边形网点的效果。利用特征矩形来平铺正六边形网点只是本发明的一个优选实施例，本发明并不限定于此，任何用别的几何方法实现在阈值矩阵内平铺正六边形网点，都属于本发明的精神范围。

优选地，将阈值矩阵划分为平铺的多个特征矩形包括：

设置特征矩形的长p与宽q互质，且满足

设置平铺方向θ，其中tgθ＝a/b，a与b互质；

设置阈值矩阵的长X和宽Y，其中，

$X=\mathrm{Min}\{\mathrm{int}(\frac{q\&times;\mathrm{res}}{\mathrm{freq}}\&times;\frac{\sqrt{a^2+b^2}}{<a\&times;p,b\&times;q>}),\mathrm{int}(\frac{p\&times;\mathrm{res}}{\mathrm{freq}}\&times;\frac{\sqrt{a^2+b^2}}{<a\&times;p,b\&times;q>})\},$

$Y=\mathrm{Min}\{\mathrm{int}(\frac{q\&times;\mathrm{res}}{\mathrm{freq}}\&times;\frac{\sqrt{a^2+b^2}}{<a\&times;q,b\&times;p>}),\mathrm{int}(\frac{p\&times;\mathrm{res}}{\mathrm{freq}}\&times;\frac{\sqrt{a^2+b^2}}{<a\&times;q,b\&times;p>})\},$

其中，Min{，}表示取最小值运算，<，>表示取最大公约数运算，符号int( )表示取整数运算，Res为印刷设备的分辨率，freq为加网线数；

确定正六边形网点的个数n为：

$n=\frac{X\&times;Y}{(\frac{\mathrm{res}}{\mathrm{freq}}\&times;\frac{\mathrm{res}}{\mathrm{freq}})}=\frac{p\&times;q\&times;(a^2+b^2)}{<a\&times;p,b\&times;q>\&times;<a\&times;q,b\&times;p>}.$

上述优选实施例实现了图3-图5的实施例的函数描述，从而可以很容易地用计算机来实现。

优选地，设置p＝7，q＝4，a＝7，b＝26。这几个参数比较小，又能满足上述互质和比值的要求，从而可以减轻计算机的计算量，加快加网的处理速度。例如Res为2400dpi，freq＝175时，根据上述参数，可以很容易地计算得到，X＝106，Y＝1477，n＝1450。

图6示出了根据本发明优选实施例的阈值矩阵映射的几何变换方式的示意图，将阈值矩阵的每个像素映射到各个正六边形网点包括：

作直线AA1，与AB交角为平铺方向，交CD于A1点，作直线BB1，它与AA1垂直，交CD于B1点，再作线段CF⊥BB1，交点为F，将直角三角形BFC水平向左平移X得到AGD，将梯形ABB1A1垂直向下平移Y-1个像素形成新的梯形DCC1D1，延长AA1交D1C1于A2点，延长BB1交D1C1于B2点，将梯形A1B1B2A2垂直向下平移Y个像素形成新的梯形D1C1C2D2，重复上面的操作，直到直线AA1与BB1在新梯形D3C3C4D4内部交于一点M为止，将直角三角形A4MB4垂直向下平移Y个像素得到D4PC4，延长AA1交CP于点N，延长BB1交DP于点Q，其中，矩形AMQG和矩形CFQP构成一个L形区域；

对L形区域中的网点进行唯一编号，例如取值0～1449。

将L形区域投射到矩形ABCD中，即将这个L型区域投射到矩形ABCD中得到矩形ABCD的一个区域划分，它们同L型区域中的每个部分一一对应，网点编号不变，这样，整个矩形ABCD中，不论完整的网点，还是不全的网点都有了统一的编号，其中，编号相同的不全网点可合并为一个完整的网点。到此，就完成了对阈值矩阵中网点的统一编号，将阈值矩阵T内每个像素点通过几何变化映射到各自的正六边形网点中。所谓投射，就是将一个区域的几个顶点分别作被投射区域的垂直线，通过些垂直线与被投射区域的交点的连线在被投射区域内组成的区域。

优选地，对于各个正六边形网点，对其中的各个像素设置阈值包括：对于每个正六边形网点，根据其中各个像素在正六边形网点中的位置确定其排序值f_i，其中，i＝1，2，…X×Y/n，X和Y分别为阈值矩阵的长和宽，n为正六边形网点的个数；根据排序值，建立队列：

其中，A_i对应各个正六边形网点。

优选地，对于每个正六边形网点，根据其中各个像素在正六边形网点中的位置确定其排序值f_i包括：

设置f_i为

其中，k＝3×q×x_i-p×y_i，x_i，y_i是正六边形网点中像素i的坐标，其中，对于每个正六边形网点，以其中心为原点，平铺方向的对角线为横轴，以穿过正六边形网点的中心垂直于横轴的线为纵轴，建立每个正六边形网点的坐标系，以坐标系确定每个正六边形网点中的像素的坐标x_i，y_i。

优选地，对于每个正六边形网点，对其中的各个像素设置阈值为：

$A=\left\{\begin{array}{c}{A}_0[\mathrm{1,2,3},...,j,...X\&times;Y/n]\\ A_1[\mathrm{1,2,3},...,j,..X\&times;Y/n]\\ ......\\ A_i[\mathrm{1,2,3},...,j,...X\&times;Y/n]\\ ......\\ A_{n-1}[\mathrm{1,2,3},...,j,...X\&times;Y/n]\end{array}\right..$

其中A_i[1，2，3，…，j，…X×Y/n]也可表示为A₁[j]＝j，其中i∈[0，n-1]，j∈[0，X×Y/n-1]。

优选地，本方法还包括：生成随机抖动表D[i]，其中i∈[0，n-1]；设置A_i[j]＝D[i]*n+D[j]，i∈[0，n-1]，j∈[0，X×Y/n-1]。

该优选实施例依据各队列中的阈值，作阈值抖动处理，使得阈值矩阵内每两个点的阈值都各不相同。下面给出一个计算机生成随机抖动表D[i]的实施例，包括：

1)首先生成随机抖动表D[i]，其中i∈[0，n-1]，生成方法如下：

a)给定初始种子：z＝1

b)采用如下方式计算第一个数据D[0]

D[0]＝z&255

c)重新计算初始种子z：

其C代码实现过程如下：

For(i＝0；i＜8；i++){

d＝(z&268435456)＞＞28

h＝(z&67108864)＞＞26

z＝((z＜＜1)&536870910)|((d^h)&1)

}

d)重复步骤b)到d)，依次计算D中的其它值：

D[0]，D[1]，…，D[i]，…，D[n-1]，D[i]∈[0，n-1]

2)依据抖动表重新对阈值矩阵T中各网点队列A做阈值置换抖动操作：

A_i[j]＝D[i]*n+D[j]

其中：i代表网点队列A的索引，i∈[0，n-1]，n＝1450

j代表某个网点队列A_i中的某个像素点索引，j∈[0，n-1]

3)将各网点队列A_i中各个像素点按坐标(x，y)赋以上述抖动后的阈值，从而完成阈值矩阵T的最终生成。

依据上述优选实施例得到的六边形网点的平铺效果参见图7所示，同时参见宽高相等的六边形网点平铺放大效果图8。

本发明的一个实施例提供了一种调幅加网装置，包括：矩阵模块，用于以正六边形网点构成用于调幅加网的阈值矩阵。本装置提高了印刷质量。

图9示出了根据本发明一个优选实施例的矩阵模块的示意图包括：

平铺模块10，用于在阈值矩阵中平铺正六边形网点；

映射模块20，用于将阈值矩阵的每个像素映射到各个正六边形网点；

赋值模块30，用于对于每个正六边形网点，对其中的各个像素设置阈值。

优选地，平铺模块10包括：

划分模块，用于将阈值矩阵划分为平铺的多个特征矩形；

构建模块，用于设置每个特征矩形包含：1个正六边形网点D0，处于中央；和4个1/4正六边形网点D1、D2、D3、D4，分别处于特征矩形的四角，并与D0相邻；其中，以平铺方向的对角线为第一切割线，以穿过正六边形网点的中心垂直于第一切割线的线为第二切割线，将正六边形网点分成4份。

从以上的描述中可以看出，本发明上述的实施例在原有不同网形阈值矩阵生长方法基础上，根据传统印刷以及特种印刷(包括：柔版印刷、凹版印刷、丝网印刷等)工艺要求，充分利用了几何学及数学推导公式等方法，生成的正六边形网点有效地缩小单个网点的周长尺寸，使其更加接近纯原形网点周长，从而有效减弱网点扩大并控制在允许的范围内；同时因正六边形网点网角排布的非正交性，规避了因套印原因以及传统网角受限导致的撞网等纹理痼疾，最终使得该网点不仅能在任何印刷条件下使用，而且其网点层次质量也得到了最大的发挥。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种调幅加网方法，其特征在于，包括：

以正六边形网点构成用于调幅加网的阈值矩阵。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，以正六边形网点构成调幅加网的阈值矩阵包括：

在所述阈值矩阵中平铺所述正六边形网点；

将所述阈值矩阵的每个像素映射到各个所述正六边形网点；

对于每个所述正六边形网点，对其中的各个所述像素设置阈值。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述阈值矩阵中平铺所述正六边形网点包括：

将所述阈值矩阵划分为平铺的多个特征矩形；

设置每个所述特征矩形包含：1个所述正六边形网点D0，处于中央；和4个1/4所述正六边形网点D1、D2、D3、D4，分别处于所述特征矩形的四角，并与D0相邻；

其中，以平铺方向的对角线为第一切割线，以穿过所述正六边形网点的中心垂直于所述第一切割线的线为第二切割线，将所述正六边形网点分成4份。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，将所述阈值矩阵划分为平铺的多个特征矩形包括：

设置所述特征矩形的长p与宽q互质，且满足

设置平铺方向θ，其中tgθ＝a/b，a与b互质；

设置所述阈值矩阵的长X和宽Y，其中，

$X=\mathrm{Min}\{\mathrm{int}(\frac{q\&times;\mathrm{res}}{\mathrm{freq}}\&times;\frac{\sqrt{a^2+b^2}}{<a\&times;p,b\&times;q>}),\mathrm{int}(\frac{p\&times;\mathrm{res}}{\mathrm{freq}}\&times;\frac{\sqrt{a^2+b^2}}{<a\&times;p,b\&times;q>})\},$

$Y=\mathrm{Min}\{\mathrm{int}(\frac{q\&times;\mathrm{res}}{\mathrm{freq}}\&times;\frac{\sqrt{a^2+b^2}}{<a\&times;q,b\&times;p>}),\mathrm{int}(\frac{p\&times;\mathrm{res}}{\mathrm{freq}}\&times;\frac{\sqrt{a^2+b^2}}{<a\&times;q,b\&times;p>})\},$

其中，Min{，}表示取最小值运算，<，>表示取最大公约数运算，符号int( )表示取整数运算，Res为印刷设备的分辨率，freq为加网线数；

确定所述正六边形网点的个数n为：

$n=\frac{X\&times;Y}{(\frac{\mathrm{res}}{\mathrm{freq}}\&times;\frac{\mathrm{res}}{\mathrm{freq}})}=\frac{p\&times;q\&times;(a^2+b^2)}{<a\&times;p,b\&times;q>\&times;<a\&times;q,b\&times;p>}.$

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，设置p＝7，q＝4，a＝7，b＝26。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，将所述阈值矩阵的每个像素映射到各个所述正六边形网点包括：

作直线AA1，与AB交角为平铺方向，交CD于A1点，作直线BB1，它与AA1垂直，交CD于B1点，再作线段CF上BB1，交点为F，将直角三角形BFC水平向左平移X得到AG D，将梯形ABB1A1垂直向下平移Y-1个像素形成新的梯形DCC1D1，延长AA1交D1C1于A2点，延长BB1交D1C1于B2点，将梯形A1B1B2A2垂直向下平移Y个像素形成新的梯形D1C1C2D2，重复上面的操作，直到直线AA1与BB1在新梯形D3C3C4D4内部交于一点M为止，将直角三角形A4M B4垂直向下平移Y个像素得到D4PC4，延长AA1交CP于点N，延长BB1交DP于点Q，其中，矩形AMQG和矩形CFQP构成一个L形区域；

对所述L形区域中的网点进行唯一编号；

将所述L形区域投射到矩形ABCD中。

7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，对于各个所述正六边形网点，对其中的各个所述像素设置阈值包括：

对于每个所述正六边形网点，根据其中各个所述像素在所述正六边形网点中的位置确定其排序值f_i，其中，i＝1，2，…X×Y/n，X和Y分别为所述阈值矩阵的长和宽，n为所述正六边形网点的个数；

根据所述排序值，建立队列：

$A=\left\{\begin{array}{c}{A}_0[f_1,f_2,......f_{(X\&times;Y/n)}]\\ A_1[f_1,f_2,......f_{(X\&times;Y/n)}]\\ ......\\ A_i[f_1,f_2,......f_{(X\&times;Y/n)}]\\ ......\\ A_n[f_1,f_2,......f_{(X\&times;Y/n)}]\end{array}\right.......(f_1<f_2<......<f_{(X\&times;Y/n)})$

其中，A_i对应各个所述正六边形网点。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，对于每个所述正六边形网点，根据其中各个所述像素在所述正六边形网点中的位置确定其排序值f_i包括：

设置f_i为

其中，k＝3×q×x_i-p×y_i，

x_i，y_i是所述正六边形网点中像素i的坐标，其中，对于每个所述正六边形网点，以其中心为原点，平铺方向的对角线为横轴，以穿过所述正六边形网点的中心垂直于所述横轴的线为纵轴，建立每个所述正六边形网点的坐标系，以所述坐标系确定每个所述正六边形网点中的像素的坐标x_i，y_i。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，对于每个所述正六边形网点，对其中的各个所述像素设置阈值为：

$A=\left\{\begin{array}{c}{A}_0[\mathrm{1,2,3},...,j,...X\&times;Y/n]\\ A_1[\mathrm{1,2,3},...,j,..X\&times;Y/n]\\ ......\\ A_i[\mathrm{1,2,3},...,j,...X\&times;Y/n]\\ ......\\ A_{n-1}[\mathrm{1,2,3},...,j,...X\&times;Y/n]\end{array}\right..$

其中i∈[0，n-1]，j∈[0，X×Y/n-1]。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括：

生成随机抖动表D[i]，其中i∈[0，n-1]；

设置Aj[j]＝D[i]*n+D[j]，i∈[0，n-1]，j∈[0，X×Y/n-1]。

11.一种调幅加网装置，其特征在于，包括：

矩阵模块，用于以正六边形网点构成用于调幅加网的阈值矩阵。

12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述矩阵模块包括：

平铺模块，用于在所述阈值矩阵中平铺所述正六边形网点；

映射模块，用于将所述阈值矩阵的每个像素映射到各个所述正六边形网点；

赋值模块，用于对于每个所述正六边形网点，对其中的各个所述像素设置阈值。

13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述平铺模块包括：

划分模块，用于将所述阈值矩阵划分为平铺的多个特征矩形；

构建模块，用于设置每个所述特征矩形包含：1个所述正六边形网点D0，处于中央；和4个1/4所述正六边形网点D1、D2、D3、D4，分别处于所述特征矩形的四角，并与D0相邻；其中，以平铺方向的对角线为第一切割线，以穿过所述正六边形网点的中心垂直于所述第一切割线的线为第二切割线，将所述正六边形网点分成4份。

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