CN113660388B - 快速调幅加网的方法、计算机设备及介质 - Google Patents

Abstract

本发明属于数字加网技术领域，公开了一种快速调幅加网的方法、系统、计算机设备、终端，所述调幅加网的方法包括：设定矩阵转换参数，即最小阈值矩阵转换为单元格阈值矩阵的相关参数；根据参数将最小阈值矩阵转换为单元格阈值矩阵；记录单元格阈值矩阵的分布规则，确保单元格阈值矩阵与最小阈值矩阵的等效性；单元格图像预生成及预存储，根据单元格阈值矩阵生成网点生长趋势图，并保存在Map结构中；基于单元格阈值矩阵的调幅加网。本发明采用单元格阈值矩阵代替最小阈值矩阵的等效思想，使得调幅加网能够避免大量单元格图像的重复计算；利用Map数据结构快速访问特性，能够很好的满足RIP对页面的解释速度跟上照排机曝光速度的需求。

Description

快速调幅加网的方法、计算机设备及介质

技术领域

本发明属于数字加网技术领域，尤其涉及一种快速调幅加网的方法、系统、计算机设备、终端。

背景技术

目前，加网技术是在印刷技术的基础上发展起来的，亦称作半色调技术。打印机在打印点时，只有喷油墨与不喷两种选择，因此，打印机只能打印二值图像，而不能直接打印连续色调的图像。为了能将连续色调的图像转换为二值化的图像，提出了一种通过油墨面积率变化近似代替颜色连续变化的技术，这种技术是连续调和二值化的折中，半色调技术因此得名。

调幅加网技术一直是国内外研究的热点方向，调幅加网(Amplitude ModulationScreening，AMS)半色调技术是一种应用较早的半色调技术，本质在于加网频率不变，通过改变网点内喷涂颜色部分的面积率来模拟连续色调的变化。以黑白为例，该网点对应的色调越黑，则网点内的黑色部分面积越大。调幅加网技术包括三种：其一，有理正切加网(Rational Tangent Screening，RTS)：顾名思义加网角度的正切值为有理数，该技术生成半色调图像迅速，是其余两种技术的基础，但是加网角度过于刻板，难以接近传统加网方式中的15°以及 75°。其二，无理正切加网(Irrational Tangent Screening，ITS)：在RTS的基础上更接近于传统加网角度的技术，它可以较好的解决前者加网造成的角度误差，降低了半色调图像出现玫瑰斑的可能。其三，超细胞结构加网技术(Super Cell ScreeningTechnology，SCST)：该技术于20世纪末提出，超细胞概念的使用使得它能够比RTS和ITS技术更精密地逼近15°以及75°，使得数字加网的效果能够达到甚至超过传统的四色分色工艺所能取得的效果。

但是，以上三种技术更多地侧重于加网角度精确性的改进，而非加网速度的提升。调幅加网的速度不仅与硬件构成有关，也与加网算法的选择有关。提高加网速度的主要问题是照排机与光栅图形处理器(RIP)之间速度的匹配，即 RIP对页面的解释速度要跟得上照排机曝光速度；同样，照排机的曝光速度也要跟得上RIP对页面的解释速度。在通常情况下，RIP的解释速度往往滞后于照排机的曝光速度。因此，仅仅有了曝光速度快的照排机还不够，还需要高性能RIP 支持。而RIP性能的高低，则有赖于高效的算法。算法的核心就在于调幅加网阈值矩阵的生成，这项研究对于改进现有的数字加网技术具有非常重要的意义。目前虽然有很多加网软件已经问世，但是其加网算法、技术问题均为各个企业技术秘密，加网图像的质量是良莠不齐，并且绝大部分为国外软件，一直处于垄断地位，这在很大程度上不利于行业的发展。

现阶段国内大多数调幅加网通过最小阈值矩阵实现有理和无理正切加网，这种阈值矩阵需要根据加网角度调整矩阵形状，而且基于最小阈值矩阵的调幅加网方式存在大量的重复计算，不利于提高RIP对页面的解释速度。因此，亟需一种新的快速调幅加网的方法、系统、计算机设备、终端。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

(1)现有调幅加网技术更多地侧重于加网角度精确性的改进，而非加网速度的提升，且仅有了曝光速度快的照排机还不够，还需要高性能RIP支持。

(2)现有加网算法、技术问题均为各个企业技术秘密，加网图像的质量良莠不齐，且绝大部分为国外软件，处于垄断地位，不利于行业的发展。

(3)现阶段国内大多数调幅加网通过最小阈值矩阵实现有理和无理正切加网，这种阈值矩阵需要根据加网角度调整矩阵形状，且基于最小阈值矩阵的调幅加网方式存在大量的重复计算，不利于提高RIP对页面的解释速度。

解决以上问题及缺陷的难度为：从底层的加网机制来分析现阶段基于最小阈值矩阵的调幅加网，半色调图像每个曝光点的结果都取决于原稿图像像素灰度值以及最小阈值矩阵的阈值这两方面因素。每次的计算都非常机械重复，在像素级别运算毫无规律可言。经过大量的观察以及理论分析，最终在单元格级别找到了运算的规律性，并且给出了公式作为依据。

解决以上问题及缺陷的意义为：有利于打破现在数字加网针领域垄断的不良局势，使该领域的相关技术走向更加良性的发展。解决了基于最小阈值矩阵的调幅加网技术中存在的最小阈值矩阵形状不固定和重复计算过多的问题，以及RIP对页面的解释速度跟不上照排机曝光速度的问题。通过一种基于单元格阈值矩阵的加网方法，采用了单元格阈值矩阵代替最小阈值矩阵的等效思想，使得基于单元格阈值矩阵的调幅加网能够避免大量单元格图像的重复计算，将单元格图像计算的数量保持在常量级；借助Map数据结构快速访问的特性，使得每个单元格图像获取的时间复杂度为O(1)，能够很好的满足RIP对页面的解释速度要跟上照排机曝光速度这一需求。与基于最小阈值矩阵的调幅加网相比大幅度提高了调幅加网的工作效率，非常适用于高分辨率原稿图像以及大批量原稿图像的调幅加网处理。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种快速调幅加网的方法、系统、计算机设备、终端，尤其涉及一种基于单元格阈值矩阵的调幅加网方法及系统，旨在解决现有基于最小阈值矩阵的调幅加网算法中重复计算单元格图像的问题以及RIP对页面的解释速度难以匹配照排机曝光速度的问题。

本发明是这样实现的，一种调幅加网的方法，所述调幅加网的方法包括以下步骤：

步骤一，设定矩阵转换参数：最小阈值矩阵转换为单元格阈值矩阵的相关参数。步骤一的积极作用在于为后续的矩阵转换提供了公式化的定量分析以及理论依据；

步骤二，矩阵转换：根据参数将最小阈值矩阵转换为单元格阈值矩阵。步骤二的积极作用在于新型阈值矩阵——单元格阈值矩阵的设计，为后续调幅加网的优化提供了可能；

步骤三，矩阵分布规则：记录单元格阈值矩阵的分布规则，确保单元格阈值矩阵与最小阈值矩阵的等效性。步骤三的积极作用在于通过等效性设计的新型阈值矩阵的宽高始终保持稳定，不随加网角度的改变而改变；

步骤四，单元格图像预生成及预先存储：根据单元格阈值矩阵生成网点生长趋势图，并保存在Map结构中。步骤四的积极作用在于预生成和预存储能够以空间换时间的方式，使得调幅加网避免大量的重复计算。

步骤五，调幅加网：基于单元格阈值矩阵的调幅加网。

进一步，步骤一中，所述设定矩阵转换参数，包括：

(1)设定调幅加网的加网阶数为I，该调幅加网阶数取决于照排机的分辨率，单位为dpi，以及调幅加网线数，单位为lpi；根据如下公式求得加网阶数I：

；

(2)设定最小阈值矩阵的宽高为K×L，CMYK四个色版上的加网角度各不相同，各个色版上加网使用的最小阈值矩阵也各不相同，最终最小阈值矩阵的宽高K×L取决于色版加网角度以及加网阶数I；

(3)单元格阈值矩阵的宽和高与调幅加网阶数均相等，表示为I×I，通过如下公式进行最小公倍数的计算，得出与最小阈值矩阵等效的一组单元格阈值矩阵的个数num₂：

；

其中，函数Lcm表示最小公倍数，Lcm(K，I)表示最小阈值矩阵宽度K与单元格阈值矩阵宽度I的最小公倍数，Lcm(L，I)表示最小阈值矩阵长度L与单元格阈值矩阵长度I的最小公倍数，Lcm(K，I)×Lcm(L，I)则是根据最小公倍数原理得出的矩形区域的宽高，该区域称为大型阈值矩阵区域。

进一步，步骤二中，所述矩阵转换，包括：

(1)根据最小公倍数求得大型阈值矩阵区域的宽高为Lcm(K，I)×Lcm(L，I)；

(2)根据最小阈值矩阵调幅加网时在半色调图像空间内的分布规律，利用宽高为K×L的最小阈值矩阵对宽高为Lcm(K，I)×Lcm(L，I)的大型阈值矩阵进行填充；

(3)按照宽高为I×I的单元格阈值矩阵对大型阈值矩阵进行分割，划分为 num₂个互不相同的单元格阈值矩阵，num₂为变量由最小阈值矩阵的宽高K×L 和单元格阈值矩阵宽高I×I综合决定。

进一步，步骤三中，所述矩阵分布规则，包括：

(1)对步骤二得到的num₂个单元格阈值矩阵进行编号，各个加网角度下，宽高为K×L的最小阈值矩阵都能根据最小公倍数转换为num₂个单元格阈值矩阵，单元格阈值矩阵之间互不相同，故对各个矩阵编号区分；

(2)确定单元格阈值矩阵在半色调图像空间内的分布规则；调幅加网时，最小阈值矩阵在半色调图像空间内的分布是存在规律性的，作为最小阈值矩阵的等效矩阵，num₂个单元格阈值矩阵在半色调图像空间内也必须满足一定的规律性才能与最小阈值矩阵实现等效；在实现矩阵等效的前提下，总结并记录 num₂个单元格阈值矩阵的分布规则；

原稿图像中像素点的数量与半色调图像空间内部的单元格数量完全相同且一一对应，原稿图像像素坐标(x，y)就对应着半色调图像空间内坐标为(x，y)的单元格；按照与最小阈值矩阵等效的分布规则，每个原稿图像像素坐标(x，y)都能够唯一确定一个单元格阈值矩阵m；故确定矩阵分布规则，即为确定每一个原稿图像像素坐标与num₂个单元格阈值矩阵的映射关系。

进一步，步骤四中，所述单元格图像预生成及预先存储，包括：

(1)根据原稿像素灰度值v生成单元格图像，原稿图像空间上的每个像素坐标(x，y)在半色调图像空间上都能够唯一确定一个单元格阈值矩阵m，该像素的灰度值v作用于单元格阈值矩阵m就可以得到一个单元格图像，每个单元格图像都包含144个记录栅格；

(2)设置原稿图像像素灰度值v从255逐一递减为0，像素灰度值每更改一次就为所有的单元格阈值矩阵计算单元格图像，在此过程中，每生成一个单元格图像就在Map数据结构中记录一次，即＜像素灰度值v，单元格阈值矩阵m＞→单元格图像的映射关系；遍历结束后，每个单元格阈值矩阵都必然对应着 256个单元格图像，把这些单元格图像信息称为网点生长趋势图；

预生成即为生成包含单元格图像的网点生长趋势图的过程，而预存储则是将单元格图像相关的映射关系记录于Map数据结构的过程；预生成阶段旨在穷尽调幅加网过程中可能遇到的所有单元格图像，根据步骤二可知，CMYK四个色版调幅加网时需要四种最小阈值矩阵，因此对应着四组单元格阈值矩阵，不妨设四组单元格阈值矩阵总数为num，则单元格图像数量为256×num；

当调幅加网的阶数I＝12时，0°、15°、45°、75°的最小阈值矩阵形状分别为12×12、3×51、8×16、3×51，其等效的四组单元格阈值矩阵数量num₂分别为1、17、8、17，故unm＝1+17+8+17＝43，单元格图像数量为 256×43＝11008；12阶调幅加网时，不论原稿图像分辨率多大，也无论半色调图像中包含多少个单元格图像，其中互不相同的单元格图像数量一定不大于 11008，显而易见单元格图像的计算量被限制于常量级别；

记彩色原稿图像分辨率为W×H，则调幅加网后生成的彩色半色调图像由 4×W×H个单元格图像组成，当W＝1000，H＝1000时，单元格图像数量为 4000000远大于11008，单元格图像的重复计算率高达 (4000000-11008)/4000000＝99.7％；基于最小阈值矩阵的调幅加网的页面解释时间与单元格图像数量呈正比，为O(W×H)，必然会随着原稿图像分辨率的增大而急剧增长；但基于单元格阈值矩阵的调幅加网，利用加网的内在原理将单元格图像数量限制在11008以内，对RIP的页面解释速度的提升非常显著；而预存储阶段旨在存储预生成阶段生成的所有单元格图像及其与单元格阈值矩阵 m和原稿图像像素灰度值v之间的映射关系，用于发挥Map数据结构的优势，使获取单元格图像的时间复杂度为O(1)。

进一步，步骤五中，所述基于单元格阈值矩阵的调幅加网，包括：

(1)为CMYK各个色版分别确定加网角度，若原稿图像为灰度图像，则只需要为一个色版选择加网角度；若原稿图像为彩色图像，则为CMYK四个色版选择加网角度；

(2)基于步骤三种所建立的矩阵分布规则，根据原稿图像的像素坐标(x，y) 确定对应的单元格阈值矩阵m；在Map数据结构中，根据映射关系，即<像素灰度值v，单元格阈值矩阵m>→单元格图像，取出预存储的单元格图像，并将该单元格图像填充到半色调图像空间上；

(3)以遍历的方式执行(2)，为原稿图像中每个像素在各通道的灰度值都计算对应的单元格图像，最终将得到的半色调图像存储为tif文件。

本发明的另一目的在于提供一种应用所述调幅加网的方法的调幅加网的系统，所述调幅加网的系统包括：

矩阵转换参数设定模块，用于设定矩阵转换参数，其中最小阈值矩阵转换为单元格阈值矩阵的相关参数；

矩阵转换模块，用于根据参数将最小阈值矩阵转换为单元格阈值矩阵；

矩阵分布规则确定模块，用于记录单元格阈值矩阵的分布规则，确保单元格阈值矩阵与最小阈值矩阵的等效性；

单元格图像处理模块，用于进行单元格图像预生成及预先存储，根据单元格阈值矩阵生成网点生长趋势图，并保存在Map结构中；

调幅加网模块，用于实现基于单元格阈值矩阵的调幅加网。

本发明的另一目的在于提供一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如下步骤：

设定矩阵转换参数，其中最小阈值矩阵转换为单元格阈值矩阵的相关参数；根据参数将最小阈值矩阵转换为单元格阈值矩阵；记录单元格阈值矩阵的分布规则，确保单元格阈值矩阵与最小阈值矩阵的等效性；单元格图像预生成及预先存储，根据单元格阈值矩阵生成网点生长趋势图，并保存在Map结构中；进行基于单元格阈值矩阵的调幅加网。

本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如下步骤：

设定矩阵转换参数，其中最小阈值矩阵转换为单元格阈值矩阵的相关参数；根据参数将最小阈值矩阵转换为单元格阈值矩阵；记录单元格阈值矩阵的分布规则，确保单元格阈值矩阵与最小阈值矩阵的等效性；单元格图像预生成及预先存储，根据单元格阈值矩阵生成网点生长趋势图，并保存在Map结构中；进行基于单元格阈值矩阵的调幅加网。

本发明的另一目的在于提供一种信息数据处理终端，所述信息数据处理终端用于实现所述调幅加网的系统。

结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：本发明提供的调幅加网的方法，规范阈值矩阵的形状，无论任何调幅加网角度，单元格阈值矩阵的宽高都始终保持为I×I，与原稿图像像素、半色调图像空间内的单元格和单元格图像具有非常好的对应关系。

本发明有效减少单元格图像的重复计算，与基于最小阈值矩阵的调幅加网相比大幅度提高了调幅加网的工作效率，将单元格图像计算的时间复杂度从 O(W×H)降低至O(1)，当灰度原稿图像分辨率大于314×314或彩色原稿图像分辨率大于157×157时可以避免90％的重复计算，当灰度原稿图像分辨率大于 1044×1044或彩色原稿图像分辨率大于522×522时可以避免99％的重复计算，原稿图像分辨率越大避免的重复计算越接近100％。

本发明的调幅加网过程中使用了Map数据结构，其快速访问的特性，使得每个单元格图像获取的时间复杂度为O(1)，能够很好的满足RIP对页面的解释速度要跟上照排机曝光速度这一需求，从而提高调幅加网的效率。

因此，本发明非常适用于高分辨率原稿图像以及大批量原稿图像的调幅加网处理，当原稿图像足够大时RIP对页面的解释速度会趋于稳定，相对于最小阈值矩阵调幅加网，速度提升了6.9倍。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的调幅加网的方法流程图。

图2是本发明实施例提供的调幅加网的系统结构框图；

图中：1、矩阵转换参数设定模块；2、矩阵转换模块；3、矩阵分布规则确定模块；4、单元格图像处理模块；5、调幅加网模块。

图3是本发明实施例提供的最小阈值矩阵与单元格阈值矩阵的参数关系示意图。

图4是本发明实施例提供的最小阈值矩阵转换为单元格阈值矩阵示意图。

图5是本发明实施例提供的单元格阈值矩阵在半色调图像空间内的分布规律示意图。

图6是本发明实施例提供的根据单元格阈值矩阵生成网点生长趋势图的示意图。

图7是本发明实施例提供的基于单元格阈值矩阵的调幅加网示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种快速调幅加网的方法、系统、计算机设备、终端，下面结合附图对本发明作详细的描述。

如图1所示，本发明实施例提供的调幅加网的方法包括以下步骤：

S101，设定矩阵转换参数：最小阈值矩阵转换为单元格阈值矩阵的相关参数；

S102，矩阵转换：根据参数将最小阈值矩阵转换为单元格阈值矩阵；

S103，矩阵分布规则：记录单元格阈值矩阵的分布规则，确保单元格阈值矩阵与最小阈值矩阵的等效性；

S104，单元格图像预生成及预先存储：根据单元格阈值矩阵生成网点生长趋势图，并保存在Map结构中；

S105，调幅加网：基于单元格阈值矩阵的调幅加网。

如图2所示，本发明实施例提供的调幅加网的系统包括：

矩阵转换参数设定模块1，用于设定矩阵转换参数，其中最小阈值矩阵转换为单元格阈值矩阵的相关参数；

矩阵转换模块2，用于根据参数将最小阈值矩阵转换为单元格阈值矩阵；

矩阵分布规则确定模块3，用于记录单元格阈值矩阵的分布规则，确保单元格阈值矩阵与最小阈值矩阵的等效性；

单元格图像处理模块4，用于进行单元格图像预生成及预先存储，根据单元格阈值矩阵生成网点生长趋势图，并保存在Map结构中；

调幅加网模块5，用于实现基于单元格阈值矩阵的调幅加网。

下面结合实施例对本发明的技术方案作进一步描述。

本发明是这样实现的，一种基于单元格阈值矩阵的调幅加网方法及系统，该方法将最小阈值矩阵转换为单元格阈值矩阵，借助单元格阈值矩阵穷尽调幅加网过程中的所有单元格图像，通过预生成及预存储单元格图像的方式避免重复计算，所述基于单元格阈值矩阵的调幅加网方法包括以下步骤：

(1)设定矩阵转换参数：最小阈值矩阵转换为单元格阈值矩阵的相关参数；

(2)矩阵转换：根据参数将最小阈值矩阵转换为单元格阈值矩阵；

(3)矩阵分布规则：记录单元格阈值矩阵的分布规则，确保单元格阈值矩阵与最小阈值矩阵的等效性；

(4)单元格图像预生成及预存储：在步骤五调幅加网开始前，首先根据单元格阈值矩阵预生成网点生长趋势图(网点生长趋势图由众多的单元格图像组成)，之后将单元格图像预存储于Map数据结构中；

(5)调幅加网：基于单元格阈值矩阵的调幅加网。

如图3所示，最小阈值矩阵的宽高为K×L，单元格阈值矩阵的宽高为I×I，两种阈值矩阵的形状各不相同，若要实现两种阈值矩阵的等效，需要建立两种阈值矩阵的对应关系。在宽高为Lcm(K，1)×Lcm(L，I)的矩形区域内，这个矩阵区域称为大型阈值矩阵，根据公式2可知其中包含了num₁个最小阈值矩阵，num₂个单元格阈值矩阵，函数Lcm表示最小公倍数。显而易见，通过最小公倍数的分析，num₂个宽高为I×I单元格阈值矩阵就能够与宽高为K×L的最小阈值矩阵实现等效。I为调幅加网的阶数，如公式1所示其值由照排机分辨率及调幅加网线数决定。若照排机分辨率为2400dpi，当加网线数为150lpi时，I＝16；当加网线数为200lpi时，I＝12。最小阈值矩阵的形状由调幅加网的阶数I与加网角度共同决定，若I＝12，当加网角度为0°时，K×L＝12×12，num₂＝1；当加网角度为15°时，K×L＝3×51，num₂＝17；当加网角度为45°时， K×L＝8×16，num₂＝8。由此可见，不同的参数条件下，最小阈值矩阵和单元格阈值矩阵的对应关系不同，因此在步骤一中需要为矩阵之间的转换指定参数。

如图4所示，将最小阈值矩阵填充到宽高为Lcm(K，I)×Lcm(L，I)的矩形区域内，进而得到一个大型的阈值矩阵，利用步骤一中得出的参数num₂对大型阈值矩阵进行划分，就可以得到num₂个宽高为I×I单元格阈值矩阵。根据最小公倍数的原理可知，num₂个宽高为I×I的单元格阈值矩阵就可以描述宽高为K×L 的最小阈值矩阵在半色调图像空间内的分布情况，且num₂个宽高为I×I的单元格阈值矩阵各不相同。

如图5所示，对num₂个各不相同的单元格阈值矩阵进行编号，进一步得到单元格阈值矩阵在半色调图像空间内的分布情况。每个最小阈值矩阵在空间上有规律的分布都可以通过与其等效的num₂个单元格阈值矩阵有规律的分布再现出来，这样作的目的在于确保基于最小阈值矩阵的调幅加网能够与基于单元格阈值矩阵的调幅加网等效。

如图6所示，设置原稿图像像素灰度值v从255逐一递减为0时，作用于一个单元格阈值矩阵m就得到了一个网点生长趋势图。一个单元格阈值矩阵m 对应着一个网点生长趋势图，一个生长趋势图中包含了256个单元格图像，每个单元格图像中包含了144个记录栅格的曝光情况。

如图7所示，每个半色调图像都可以细分为一个个的单元格图像，所以根据原稿图像每个像素灰度值生成单元格图像的过程就是生成半色调图像的过程。因为在S104步骤中预生成的单元格图像已经穷尽了调幅加网过程中可能遇到的所有单元格图像，所以在调幅加网时，避免了大量的重复计算，只需要根据原稿图像像素坐标(x，y)确定单元格阈值矩阵m，然后根据映射关系(<像素灰度值v，单元格阈值矩阵m>→单元格图像)从Map数据结构中获取单元格图像，然后将此单元格图像填充到半色调图像上。当原稿图像每一个像素都成功转换为单元格图像后，一个个的单元格的图像汇聚在一起就组成了半色调图像，这就是基于单元格阈值矩阵的调幅加网原理。

针对目前数字加网领域中，基于最小阈值矩阵的调幅加网技术中存在的最小阈值矩阵形状不固定和重复计算过多的问题，以及RIP对页面的解释速度跟不上照排机曝光速度的问题，本发明提供了一种基于单元格阈值矩阵的加网方法，采用了单元格阈值矩阵代替最小阈值矩阵的等效思想，使得基于单元格阈值矩阵的调幅加网能够避免大量单元格图像的重复计算，将单元格图像计算的数量保持在常量级；本发明利用了Map数据结构快速访问的特性，使得每个单元格图像获取的时间复杂度为O(1)，能够很好的满足RIP对页面的解释速度要跟上照排机曝光速度这一需求。本发明使用范围广泛，与基于最小阈值矩阵的调幅加网相比大幅度提高了调幅加网的工作效率，将单元格图像计算的时间复杂度从O(W×H)降低至O(1)，当灰度原稿图像分辨率大于314×314或彩色原稿图像分辨率大于157×157时可以避免90％的重复计算，当灰度原稿图像分辨率大于1044×1044或彩色原稿图像分辨率大于522×522时可以避免99％的重复计算，原稿图像分辨率越大避免的重复计算越接近100％。因此本发明非常适用于高分辨率原稿图像以及大批量原稿图像的调幅加网处理，当原稿图像足够大时RIP对页面的解释速度会趋于稳定，相对于最小阈值矩阵调幅加网，速度提升了6.9倍。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用全部或部分地以计算机程序产品的形式实现，所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载或执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输)。所述计算机可读取存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘SolidState Disk(SSD))等。

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，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种调幅加网的方法，其特征在于，所述调幅加网的方法包括：

设定矩阵转换参数：最小阈值矩阵转换为单元格阈值矩阵的相关参数；

矩阵转换：根据参数将最小阈值矩阵转换为单元格阈值矩阵；

矩阵分布规则：记录单元格阈值矩阵的分布规则，确保单元格阈值矩阵与最小阈值矩阵的等效性；

单元格图像预生成及预先存储：根据单元格阈值矩阵生成网点生长趋势图，并保存在Map结构中；

调幅加网：基于单元格阈值矩阵的调幅加网；

所述矩阵分布规则，包括：

(1)对得到的num₂个单元格阈值矩阵进行编号，各个加网角度下，宽高为K×L的最小阈值矩阵都能根据最小公倍数转换为num₂个单元格阈值矩阵，单元格阈值矩阵之间互不相同，故对各个单元格阈值矩阵进行编号区分；

(2)确定单元格阈值矩阵在半色调图像空间内的分布规则；调幅加网时，最小阈值矩阵在半色调图像空间内的分布是存在规律性的，作为最小阈值矩阵的等效矩阵，num₂个单元格阈值矩阵在半色调图像空间内也必须满足一定的规律性才能与最小阈值矩阵实现等效；在实现矩阵等效的前提下，总结并记录num₂个单元格阈值矩阵的分布规则；

原稿图像中像素点的数量与半色调图像空间内部的单元格数量完全相同且一一对应，原稿图像像素坐标(x，y)就对应着半色调图像空间内坐标为(x，y)的单元格；按照与最小阈值矩阵等效的分布规则，每个原稿图像像素坐标(x，y)都能够唯一确定一个单元格阈值矩阵m；故确定矩阵分布规则，即为确定每一个原稿图像像素坐标与num₂个单元格阈值矩阵的映射关系；

所述单元格图像预生成及预先存储，包括：

(1)根据原稿像素灰度值v生成单元格图像，原稿图像空间上的每个像素坐标(x，y)在半色调图像空间上都能够唯一确定一个单元格阈值矩阵m，该像素的灰度值v作用于单元格阈值矩阵m就可以得到一个单元格图像，每个单元格图像都包含144个记录栅格；

(2)设置原稿图像像素灰度值v从255逐一递减为0，像素灰度值每更改一次就为所有的单元格阈值矩阵计算单元格图像，在此过程中，每生成一个单元格图像就在Map数据结构中记录一次，即<像素灰度值v，单元格阈值矩阵m>→单元格图像的映射关系；遍历结束后，每个单元格阈值矩阵都必然对应着256个单元格图像，把这些单元格图像信息称为网点生长趋势图；

预生成即为生成包含单元格图像的网点生长趋势图的过程，而预先存储则是将单元格图像相关的映射关系记录于Map数据结构的过程；预生成阶段旨在穷尽调幅加网过程中可能遇到的所有单元格图像，根据矩阵转换可知，CMYK四个色版调幅加网时需要四种最小阈值矩阵，因此对应着四组单元格阈值矩阵，不妨设四组单元格阈值矩阵总数为num，则单元格图像数量为256×num；

当调幅加网的阶数I＝12时，0°、15°、45°、75°的最小阈值矩阵形状分别为12×12、3×51、8×16、3×51，其等效的四组单元格阈值矩阵数量num2分别为1、17、8、17，故num＝1+17+8+17＝43，单元格图像数量为256×43＝11008；

记彩色原稿图像分辨率为W×H，则调幅加网后生成的彩色半色调图像由4×W×H个单元格图像组成；基于最小阈值矩阵的调幅加网的页面解释时间与单元格图像数量呈正比，为O(W×H)；但基于单元格阈值矩阵的调幅加网，利用加网的内在原理将单元格图像数量限制在11008以内；而预先存储阶段旨在存储预生成阶段生成的所有单元格图像及其与单元格阈值矩阵m和原稿图像像素灰度值v之间的映射关系，使获取单元格图像的时间复杂度为O(1)；

所述设定矩阵转换参数，包括：

(1)设定调幅加网的加网阶数为I，加网阶数取决于照排机的分辨率，单位为dpi，以及调幅加网线数，单位为lpi；根据如下公式求得加网阶数I：

；

(2)设定最小阈值矩阵的宽高为K×L，CMYK四个色版上的加网角度各不相同，各个色版上加网使用的最小阈值矩阵也各不相同，最终最小阈值矩阵的宽高K×L取决于色版加网角度以及加网阶数I；

(3)单元格阈值矩阵的宽和高与调幅加网阶数均相等，表示为I×I，通过如下公式进行最小公倍数的计算，得出与最小阈值矩阵等效的一组单元格阈值矩阵的个数num₂：

；

其中，函数Lcm表示最小公倍数，Lcm(K，I)表示最小阈值矩阵宽度K与单元格阈值矩阵宽度I的最小公倍数，Lcm(L，I)表示最小阈值矩阵的高L与单元格阈值矩阵的高I的最小公倍数，Lcm(K，I)×Lcm(L，I)则是根据最小公倍数原理得出的矩形区域的宽高，该区域称为大型阈值矩阵区域。

2.如权利要求1所述调幅加网的方法，其特征在于，所述矩阵转换，包括：

(1)根据最小公倍数求得大型阈值矩阵区域的宽高为Lcm(K，I)×Lcm(L，I)；

(2)根据最小阈值矩阵调幅加网时在半色调图像空间内的分布规律，利用宽高为K×L的最小阈值矩阵对宽高为Lcm(K，I)×Lcm(L，I)的大型阈值矩阵进行填充；

(3)按照宽高为I×I的单元格阈值矩阵对大型阈值矩阵进行分割，划分为num₂个互不相同的单元格阈值矩阵，num2为变量，由最小阈值矩阵的宽高K×L和单元格阈值矩阵宽高I×I综合决定。

3.如权利要求1所述调幅加网的方法，其特征在于，所述基于单元格阈值矩阵的调幅加网，包括：

(1)为CMYK各个色版分别确定加网角度，若原稿图像为灰度图像，则只需要为一个色版选择加网角度；若原稿图像为彩色图像，则为CMYK四个色版选择加网角度；

(2)基于所建立的矩阵分布规则，根据原稿图像的像素坐标(x，y)确定对应的单元格阈值矩阵m；在Map数据结构中，根据映射关系，即<像素灰度值v，单元格阈值矩阵m>→单元格图像，取出预先存储的单元格图像，并将该单元格图像填充到半色调图像空间上；

(3)以遍历的方式执行(2)，为原稿图像中每个像素在各通道的灰度值都计算对应的单元格图像，最终将得到的半色调图像存储为tif文件。

4.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行权利要求1～3任意一项所述的调幅加网的方法。

5.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行权利要求1～3任意一项所述的调幅加网的方法。

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