CN105208244A - 一种基于网点扩大修正的屏幕软打样方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于网点扩大修正的屏幕软打样方法，所述屏幕软打样方法，采用MATLAB软件设计了一种通过打印设备网点扩大率构建的打印机模型结合HVS视觉特性进行视觉仿真模型来再现灰度图阶调的屏幕校样方法。本发明明显改善了原稿与打印稿之间的阶调匹配，再现效果较传统屏幕校样效果优良，提升了阶调复制的质量和生产过程的控制与预测水平。

Description

一种基于网点扩大修正的屏幕软打样方法

技术领域

本发明属于屏幕软打样领域，具体涉及一种灰度图像基于调频打印机的网点扩大优化阶调的屏幕软打样效果的方法。

技术背景

自从DTP(DesktopPublishingSystem)桌面出版系统形成后屏幕软打样的概念已经出现。近年来，随着显示器技术、屏幕软打样软件的色彩准确性和管理功能的不断发展和完善，以及文件交换格式，如PDF和网络的普及，软打样方案已进入成熟应用阶段。采用软打样技术不但再现灵活、直观方便，而且没有材料的损耗，降低了生产成本。

现有技术中，通常屏幕软打样针对阶调变化只有GrayGamma2.2、GrayGamma1.8、DotGain10％、DotGain15％、DotGain20％、DotGain25％、DotGain30这7种简单局限的转换方法，无法实现针对不同的输出设备的打印特性来实施屏幕软打样，进而降低的屏幕软打样再现打印阶调的准确性。

发明内容

针对现有技术中所存在的问题，本发明的目的是提供一种基于网点扩大修正的屏幕软打样方法，所述屏幕软打样方法采用MATLAB软件设计了一种通过打印设备网点扩大率构建的打印机模型结合HVS视觉特性进行视觉仿真模型来再现灰度图阶调的屏幕校样方法。该方法能够明显改善原稿与打印稿之间的阶调匹配，提升阶调复制的质量和生产过程的控制与预测水平。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是，一种基于网点扩大修正的屏幕软打样方法包括以下步骤：

步骤一：设计并打印阶调梯尺；

步骤二：通过测量获取输出设备的网点面积率，计算该设备的网点扩大率；

步骤三：构建基于打印机模型和视觉模型的软打样算法；

步骤四：通过栅格图像处理器获取待屏幕软打样图像的位图；

步骤五：仿真显示，根据本专利使用的软打样算法优化，在校准后的显示器上显示图像打印后效果的仿真图像；

本发明的效果在于：采用本发明所述的方法，可以通过获取输出设备的网点扩大率，构建设备相关的打印机模型，从而修正原稿与打印稿之间的阶调匹配，并通过视觉模型来模拟人眼对阶调识别效果，进而提高的屏幕软打样再现打印阶调的准确性和可靠性。

附图说明

图1为本发明具体实施方式中一种基于打印机模型和视觉模型的屏幕软打样方法的基本流程图。

图2为本发明具体实施放松中步骤(1)设计并打印阶调梯尺的阶调梯尺示意图。

图3为本发明具体实施放松中步骤(1)设计并打印阶调梯尺的阶调梯尺像素填充局部放大图

具体实施方式

下面结合附图，对本发明进行详细描述。如图1所示的基本流程图，一种基于网点扩大修正的屏幕软打样方法具体包括以下步骤：

步骤(1)：设计并打印阶调梯尺

为了获取输出设备准确的网点扩大率，本专利依据输出设备的设备、承印物以及油墨等特性对待使用的输出设备的网点扩大情况设计一个没有网点重叠和搭接的阶调梯尺，然后打印输出该阶调梯尺。

步骤(2)：通过测量获取输出设备的网点面积率，计算该设备的网点扩大率

首先使用分光光度仪测量并记录每个色块的网点面积率，同一色块分别测量5次，待全部数据测量记录完全后对每个色块数据取加权平均值，其次计算获得该设备的网点扩大率。

步骤(3)：构建基于打印机模型和视觉模型的软打样算法；

本专利的软打样算法首先通过步骤(2)中的网点面积率通过计算获得打印机模型的特征参数，构建好基于输出设备网点特性的打印机模型后通过视觉模型对图像进行优化。

步骤(4)：通过光栅图像处理器获取待屏幕软打样图像的位图；具体步骤如下：

第一步，通过RIP软件采用Floyd-stein误差扩散加网算法将待屏幕软打样的图像转化成可以是被打印机识别的1-bit-tiff图像(位图)，将其导入MATLAB软件中，读取所有的0，1数值建立位图矩阵b(i,j)。

第二步，在MATLAB中构建循环语句，将位图矩阵b(i,j)分割成N个3×3的矩阵w(i,j)。

a.若b_ij为1，则b_ij保持不变。

b.若b_ij为0，则由公式(2)中的算法获得新的数值(f₁α+f₂β-f₃γ)代替原来的0。

第三步，将第二步获得的半色调图像转换形成等价灰度图p(i,j)，然后将等价灰度图像与HVS视觉函数进行卷积运算获得最终的视觉模拟图像s(i,j)。

第四步，将优化后图像s(i,j)导出保存成为TIFF图像。

步骤(5)：仿真软打样；

将经过步骤(3)、步骤(4)调整后得到优化后的TIFF位图打开进行屏幕软打样的校样工作。

上述软打样方法，其中所述步骤(1)中阶调梯尺的设计方案为：在photoshop软件中新建图像，颜色模式为位图，其位图大小为15cm×1.5cm。将建立的图像分割成15部分，依次填充网点面积率为10％到25％的以1％为间隔的15个阶调，每个填充的像素点之间不得有相切或相邻关系，每个阶调色块的大小为1cm×1.5cm，并保存成TIFF格式。阶调梯尺如图2、3所示。

上述软打样方法，其中所述步骤(2)中使用的分光光度仪常规测试条件为：孔径20mm，测试范围400-700nm，D65光源，特定条件下可根据样品大小，选择孔径及其参数。

上述软打样方法，其中所述步骤(2)中的网点扩大率算法如下：

$P=\frac{f-n}{n}\×100\%---\left(1\right)$

式中，n为理论网点面积，f为被测色块多次测量后数值加权平均值。

上述软打样方法，其中所述步骤(3)中的打印机模型如下：

$p(i,j)=p\[w(i,j)\]=\{\begin{array}{cc}1,& b\left(i,j\right)=1\\ f_1\mathrm{\α}+f_2\mathrm{\β}-f_3\mathrm{\γ}& b\left(i,j\right)=0\end{array}---\left(2\right)$

$w(i,j)=\left[\begin{array}{ccc}{b}_{nw}& b_n& b_{ne}\\ b_w& b_{ij}& b_e\\ b_{sw}& b_s& b_{se}\end{array}\right]$

式中，窗口w(i,j)由中心二值像素b(i,j)以及它的8个领域像素构成，f₁表示b(i,j)之水平方向和垂直方向的领域记录点，该记录点为出现在以b(i,j)为中心的3×3二值像素集合内，且必须是黑色的记录点；f₂代表b(i,j)为中心考虑时沿对角线方向的黑色记录点数，也不能超过以b(i,j)为中心的3×3像素窗口范围，限制条件是对角黑色记录点不能与已经计数的水平和垂直方向黑色记录点相邻；f₃是黑色记录点配对数，必须黑色记录点两两配对，其中一个记录点在水平领域，另一个在垂直领域；式(2)中的α，β，γ分别表示领域记录点以不同方式搭接时形成的公共部分与二值像素栅格面积T²之比，应满足如下条件：

$\mathrm{\α}=\frac{1}{4}\sqrt{2{\mathrm{\ρ}}^2-1}+\frac{{\mathrm{\ρ}}^2}{2}{\sin }^{-1}\left(\frac{1}{\mathrm{\ρ}\sqrt{2}}\right)-\frac{1}{2}---\left(3\right)$

$\mathrm{\β}=\frac{{\mathrm{\π\ρ}}^2}{8}-\frac{{\mathrm{\ρ}}^2}{2}{\sin }^{-1}\left(\frac{1}{\mathrm{\ρ}\sqrt{2}}\right)-\frac{1}{4}\sqrt{2{\mathrm{\ρ}}^2-1}+\frac{1}{4}---\left(4\right)$

$\mathrm{\γ}=\frac{{\mathrm{\ρ}}^2}{2}{\sin }^{-1}\left(\sqrt{\frac{{\mathrm{\ρ}}^2-1}{{\mathrm{\ρ}}^2}}\right)-\frac{1}{2}\sqrt{{\mathrm{\ρ}}^2-1}-\mathrm{\β}---\left(5\right)$

式(3)、(4)、(5)中特征参数ρ为求得α，β，γ的唯一变量，由步骤(2)获得的网点扩大率P通过公式计算获得，该公式应满足如下条件

$\mathrm{\ρ}=\sqrt{\frac{p}{\mathrm{\π}}}---\left(6\right)$

上述软打样方法，其中步骤(4)中的HVS视觉模型的算法满足如下条件：

p(i,j)＝p[w(i,j)](7)

s(i,j)＝p(i,j)*h(i,j)(8)

式(8)中的“*”为卷积符号，h(i,j)满足高斯滤波器，其中sigma值设定为1.6。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种基于网点扩大修正的屏幕软打样方法，所述方法中涉及的图像为灰度图像；所述方法采用打印机模型来修正网点扩大对屏幕软打样造成的影响，其特征在于该方法具体是：

步骤一：设计并打印阶调梯尺；

步骤二：通过测量获取输出设备的网点面积率，计算该设备的网点扩大率；

步骤三：构建基于打印机模型和HVS视觉模型的软打样算法；

步骤四：通过栅格图像处理器获取待屏幕软打样图像的位图；

步骤五：仿真显示，根据本专利使用的软打样算法优化，在校准后的显示器上显示图像打印后的效果仿真。

2.根据权利要求1所述一种基于网点扩大修正的屏幕软打样方法，其特征在于：步骤一中，所述阶调梯尺是指在打印过程中网点不会出现重叠和搭接的阶调逐级递增的色块梯尺；具体是：

2-1、建立位图图像：在photoshop专业图形图像处理软件中新建图像，颜色模式为位图，背景内容为白色，将分辨率设置为输出设备的物理分辨率；

2-2、设计阶调梯尺：将2-2中建立的图像分割成15部分，依次填充网点面积率为10％到25％的以1％为间隔的15个阶调，每个填充的像素点之间不得有相切或相邻关系，每个阶调色块的大小为1cm×1.5cm，并保存成TIFF格式的图像。

3.根据权利要求1所述一种基于网点扩大修正的屏幕软打样方法，其特征在于：步骤二中，所述网点扩大率应满足以下条件：

$P=\frac{f-n}{n}\×100\%---\left(1\right)$

式(1)中，n为理论网点面积，f为被测色块多次测量后数值加权平均值。

4.根据权利要求1所述一种基于网点扩大修正的屏幕软打样方法，其特征在于：步骤三中，所述打印机模型满足以下关系式：

$p(i,j)=p\[w(i,j)\]=\left\{\begin{array}{cc}1,& b(i,j)=1\\ f_1\mathrm{\α}+f_2\mathrm{\β}-f_3\mathrm{\γ},& b(i,j)=0\end{array}\right.---\left(2\right)$

$w(i,j)=\left[\begin{array}{ccc}{b}_{nw}& b_n& b_{ne}\\ b_w& b_{ij}& b_e\\ b_{sw}& b_s& b_{se}\end{array}\right]$

式(2)中，窗口w(i,j)由中心二值像素b(i,j)以及它的八个领域像素构成，f₁表示b(i,j)之水平方向和垂直方向的领域记录点，该记录点为出现在以b(i,j)为中心的3×3二值像素集合内，且必须是黑色的记录点；f₂代表b(i,j)为中心考虑时沿对角线方向的黑色记录点数，也不能超过以b(i,j)为中心的3×3像素窗口范围，限制条件是对角黑色记录点不能与已经计数的水平和垂直方向黑色记录点相邻；f₃是黑色记录点配对数，必须黑色记录点两两配对，其中一个记录点在水平领域，另一个在垂直领域。

5.根据权利要求4所述一种基于网点扩大修正的屏幕软打样方法，其特征在于：打印机模型中的模型变量α，β，γ应满足以下条件：

$\mathrm{\α}=\frac{1}{4}\sqrt{2{\mathrm{\ρ}}^2-1}+\frac{{\mathrm{\ρ}}^2}{2}{\sin }^{-1}\left(\frac{1}{\mathrm{\ρ}\sqrt{2}}\right)-\frac{1}{2}---\left(3\right)$

$\mathrm{\β}=\frac{{\mathrm{\π\ρ}}^2}{8}-\frac{{\mathrm{\ρ}}^2}{2}{\sin }^{-1}\left(\frac{1}{\mathrm{\ρ}\sqrt{2}}\right)-\frac{1}{4}\sqrt{2\mathrm{\ρ}-1}+\frac{1}{4}---\left(4\right)$

$\mathrm{\γ}=\frac{{\mathrm{\ρ}}^2}{2}{\sin }^{-1}\left(\sqrt{\frac{{\mathrm{\ρ}}^2-1}{{\mathrm{\ρ}}^2}}\right)-\frac{1}{2}\sqrt{{\mathrm{\ρ}}^2-1}-\mathrm{\β}---\left(5\right).$

6.根据权利要求5所述一种基于网点扩大修正的屏幕软打样方法，其特征在于：特征参数ρ的计算公式如下：

$\mathrm{\ρ}=\sqrt{\frac{p}{\mathrm{\π}}}---\left(6\right)$

式(6)中，P为步骤二中获得的网点扩大率。

7.根据权利要求1所述一种基于网点扩大修正的屏幕软打样方法，其特征在于：步骤四中，所述通过栅格图像处理器获取待屏幕软打样图像的位图须采用点离散分布的算法。

8.根据权利要求1所述一种基于网点扩大修正的屏幕软打样方法，其特征在于：步骤五中，所述实现软打样为经过步骤二、步骤三，步骤四调整后得到优化后的TIFF位图打开进行屏幕软打样的校样工作。