數(shù)字圖像處理實(shí)驗(yàn)報(bào)告基于半色調(diào)技術(shù)的圖像打印

1、實(shí)驗(yàn)報(bào)告基于半色調(diào)技術(shù)的圖像打印by raphealguo實(shí)驗(yàn)報(bào)告基于半色調(diào)技術(shù)的圖像打印課程名稱：數(shù)字圖像處理實(shí)驗(yàn)編號(hào)：project 02-01raphealguo (email : raphealguo )實(shí)驗(yàn)開始時(shí)間：2011年12月02日提交時(shí)間：2011年12月06日摘要：本實(shí)驗(yàn)采用半色調(diào)技術(shù)對圖像進(jìn)行打印和顯示。半色調(diào)技術(shù)是一種基于點(diǎn)模式的灰度級(jí)圖像打印方案。在本實(shí)驗(yàn)中，給出了用點(diǎn)模式近似表示的10個(gè)灰度級(jí)，每一個(gè)灰度級(jí)用一個(gè)3*3的點(diǎn)模式表示。用黑點(diǎn)全部填充的3*3近似表示灰度級(jí)為0的黑色灰度級(jí)，全部填充白點(diǎn)的3*3模式近似表示灰度級(jí)為9的白色灰度級(jí)，其他的點(diǎn)模式表示這二者之間

2、的灰度級(jí)。實(shí)驗(yàn)中將利用的這種半色調(diào)技術(shù)對給定的圖像的進(jìn)行打印進(jìn)行分析。并設(shè)計(jì)一個(gè)大小漸變的測試圖像的程序來檢驗(yàn)所設(shè)計(jì)的半色調(diào)技術(shù)打印方案。利用這種方案進(jìn)行圖像的打印時(shí)將減小圖像的空間分辨率，將有所增加其幾何面積，以防當(dāng)原始圖像過大時(shí)輸出圖像不能完整地打印出原圖像，在程序中增加了條件進(jìn)行改進(jìn)。技術(shù)討論：本報(bào)告中探討的是半色調(diào)打印技術(shù)，將灰度映射成3*3的點(diǎn)陣，256個(gè)灰度級(jí)別需要量化成10個(gè)點(diǎn)模式，每一個(gè)灰度級(jí)用一個(gè)3*3的點(diǎn)模式表示。用黑點(diǎn)全部填充的3*3近似表示灰度級(jí)為0的黑色灰度級(jí)，全部填充白點(diǎn)的3*3模式近似表示灰度級(jí)為9的白色灰度級(jí)，其他的點(diǎn)模式表示這二者之間的灰度級(jí)。其對應(yīng)關(guān)系如下：

3、其中g(shù)rayi,j為圖像在(i, j)處的灰度級(jí)別，doti,j為量化后的灰度級(jí)別，也即是對應(yīng)的點(diǎn)陣。10個(gè)點(diǎn)陣分別如圖(2.1)所示：(圖2.1) 10個(gè)灰度級(jí)別對應(yīng)的點(diǎn)陣實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論1、 測試半色調(diào)技術(shù)打印生成一個(gè)256*256的大小漸變的測試圖像，如圖3.1(a)所示，通過半色調(diào)技術(shù)打印方案所輸出的圖像如圖3.1(b)所示：(a)(b)圖3.1a) 由程序生成的256*256大小的256灰度級(jí)別漸變圖像b)通過半色調(diào)打印對圖3.1(a)所處理后的圖像從輸出的結(jié)果來看，量化后一些漸變過渡的細(xì)節(jié)丟失了，但是圖像的整體輪廓還在，半色調(diào)打印技術(shù)在某種程度是可行的。2、驗(yàn)證等偏愛曲線的結(jié)論通過對

4、岡薩雷斯數(shù)字圖像處理第二版圖2.22的三幅圖像采用半色調(diào)打印技術(shù)的對比結(jié)果如圖3.2所示：(a)(b)(c)圖3.2 三幅圖像分別采用半色調(diào)打印技術(shù)的對比結(jié)果，左側(cè)為原圖像，右側(cè)是采用半色調(diào)打印技術(shù)輸出圖像從圖3.2中的對比可以看出，顯然(a)的具有少量細(xì)節(jié)，(c)具有大量細(xì)節(jié)，而(c)中兩幅圖像更為接近。等偏愛曲線的結(jié)論：對具有大量細(xì)節(jié)的圖像只需很少的灰度級(jí)別就可以較好的表示。本實(shí)驗(yàn)將灰度級(jí)別為256的灰度級(jí)圖像量化成灰度級(jí)僅10級(jí)的圖像，在圖像3.2(a)(b)(c)中的比較驗(yàn)證了以上結(jié)論。附錄：matlab源碼% -% halftoning 半色調(diào)打印技術(shù)% author rapheal

5、guo(email:raphealguo)% -% -% downsampling by ave% param %x:原始圖像矩陣% return%y:生成的圖像矩陣function y = halftoning(x)%獲取行列r, c = size(x);%圖像比例超出8.5*11英寸時(shí)，通過下采樣降低空間分辨率pixelsperinch = 96;widthmaxpixels = 8.5*pixelsperinch;heightminpixels = 11*pixelsperinch;rscale = double(r)/widthmaxpixels;cscale = double(c)/

6、heightminpixels;scale = rscale;if (scale 1)downsampling_ave(x, fix(scale);end%從256灰度級(jí)別量化成10灰度級(jí)別gimg = fix(double(x)/25.6);y = zeros(r*3, c*3);%構(gòu)造點(diǎn)陣dot_pat = zeros(3, 3, 10);dot_pat(1:3,1:3,1:5) = zeros(3, 3, 5);dot_pat(1,2,2:5) = 255*ones(1,1,4);dot_pat(3,3,3:5) = 255*ones(1,1,3);dot_pat(1,1,4:5) =

7、255*ones(1,1,2);dot_pat(3,1,5) = 255;dot_pat(1:3,1:3,6:10) = 255*ones(3, 3, 5);dot_pat(2,2,6:9) = zeros(1,1,4);dot_pat(2,1,6:8) = zeros(1,1,3);dot_pat(3,2,6:7) = zeros(1,1,2);dot_pat(2,3,6) = 0;%對于圖像的每個(gè)點(diǎn)進(jìn)行點(diǎn)陣映射for (i=1:r)for (j=1:c)level = gimg(i, j);y(i-1)*3+1:i*3, (j-1)*3+1:j*3) = dot_pat(1:3, 1:3,

8、 level+1);endendy=uint8(y);end% -% author raphealguo(email:raphealguo)% -% -% 生成一個(gè)256*256的大小漸變的測試圖像%function y = generate_img()s = 256;y = zeros(s, s);for (i = 1 : s)y(:,i) = (i-1)*ones(1, s);endy = uint8(y);imwrite(y, ganeral_img.bmp);end% -% downsampling by ave% author raphealguo(email:raphealguo)

9、% -% -% downsampling by ave% param %scale:should be be divisible by both of the imgs row and col% return%y:new images data function y = downsampling_ave(x, scale)r, c = size(x);if (mod(r, scale) = 0 | mod(c, scale) = 0)error(the param scale must be a integer that can be divisible by both of imgs row and col); endnew_r = r/scale;new_c = c/scale;s = scale;y = zeros(new_r, new_c);for (i = 1 : new_r)for(j = 1 : new_c)% get winwin = x(i*s-s+1):(i*s), (j*s-s+1):(j*s);% cal average of winy(i, j) = floor(sum(sum(win)/s2);endendy = uint8(