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数字半色调技术中的误差扩散算法研究

作　者: 叶玉芬
导　师: 郭宝龙
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 模式识别与智能系统
关键词: 数字半色调误差扩散法人眼视觉系统模型视觉感知差
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 227次
引　用: 3次
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内容摘要

半色调技术是图像处理领域历史最悠久的技术之一。数字半色调技术是基于人眼的视觉特性和图像的成色特性，利用数学、计算机等工具，在二值设备或多色二值设备上实现图像再现的一门技术，是将连续调图像经过处理后再输出以实现图像阶调再现的基础性研究。半色调技术应用于印刷工业已有一个多世纪，应用在数字输出设备上也有40多年，如今它已广泛应用于打印、印刷、显示以及数字图像的压缩存储等诸多领域，并且发挥着极大的作用。因此，研究数字半色调技术具有重要的现实意义和应用价值。本文从数字图像处理的角度，对数字半色调技术及其中的误差扩散算法进行了全面系统的研究。首先由图像处理与印刷的关系为出发点，详细介绍了数字半色调技术的研究背景、基本原理、发展过程和现存的主要方法。接着重点研究了近年最受瞩目的误差扩散算法，对算法的思想、原理、影响算法的主要因素都进行了深入研究，对其中的阈值调节过程和滤波器的稳定性问题进行了深入分析和讨论。在此基础上，建立了数字半色调算法实验平台，对几种传统误差扩散算法进行了实验、分析和比较，并提出了两种新算法：针对传统误差扩散在中色调区域存在严重结构纹理的缺点，提出了一种基于视觉差的误差扩散法(简称PEB Error Diffusion)，明显减少了结构性纹理的存在；基于人眼对亮度的视觉感受特性，提出了一种自适应反馈视觉感知差的误差扩散法(简称PEF Error Diffusion)，明显增强了图像的整体对比度和细节再现能力，提高了图像的主观视觉效果。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章绪论  7-13
  1.1 图像处理与印刷  7-9
    1.1.1 图像处理与印刷的关系  7
    1.1.2 图像复制是印刷的重点  7-8
    1.1.3 印刷业对图像处理的特殊要求  8-9
  1.2 数字半色调技术概况  9-11
    1.2.1 半色调技术的历史  9
    1.2.2 数字半色调技术的研究目的及意义  9-10
    1.2.3 数字半色调技术的研究现状  10-11
  1.3 研究工作概况及论文结构  11-13
    1.3.1 主要研究工作  11
    1.3.2 本文的主要贡献  11-12
    1.3.3 论文章节安排  12-13
第二章数字半色调技术概况  13-32
  2.1 数字半色调技术的概念、原理及发展  13-18
    2.1.1 数字半色调技术的概念  13
    2.1.2 数字半色调技术的原理  13-15
    2.1.3 数字半色调技术的发展  15-18
  2.2 数字半色调技术的主要方法  18-25
    2.2.1 抖动法(Dithering)  18-20
    2.2.2 误差扩散法(Error Diffusion)  20-21
    2.2.3 迭代法(Iterative Processes)  21
    2.2.4 其它方法  21-25
  2.3 半色调研究中的关键技术  25-32
    2.3.1 人眼视觉系统模型(HVS模型)  26-28
    2.3.2 点增益原理  28-29
    2.3.3 打印机模型  29-32
第三章误差扩散算法的理论研究  32-48
  3.1 误差扩散算法的原理概述  32-36
    3.1.1 误差扩散算法的基本原理  32-33
    3.1.2 误差扩散原理的算法分析  33-34
    3.1.3 影响算法性能的主要因素  34-36
  3.2 误差扩散算法中的阈值调节  36-40
    3.2.1 阈值调节的算法分析  36-37
    3.2.2 基于输出反馈的阈值调节  37-39
    3.2.3 基于输入的阈值调节  39
    3.2.4 其它的阈值调节  39-40
  3.3 误差扩散算法的稳定性分析  40-48
    3.3.1 误差扩散滤波器的权值对系统稳定性的影响  42-45
    3.3.2 阈值调节对系统稳定性的影响  45-46
    3.3.3 输入越界对系统稳定性的影响  46-48
第四章主要研究成果  48-65
  4.1 实验平台的介绍和传统算法的实现比较  48-52
    4.1.1 实验平台的介绍  48-49
    4.1.2 算法的实验和比较  49-52
  4.2 一种基于视觉差的误差扩散算法  52-57
    4.2.1 理论依据  52-53
    4.2.2 算法的基本原理  53-55
    4.2.3 实验结果与分析  55-56
    4.2.4 结论  56-57
  4.3 自适应反馈视觉感知差的误差扩散算法  57-65
    4.3.1 理论依据  57-58
    4.3.2 基本原理  58
    4.3.3 PEF Error Diffusion算法中的关键技术  58-62
    4.3.4 算法实现  62-63
    4.3.5 实验结果与分析  63-64
    4.3.6 结论  64-65
第五章结论与展望  65-67
  5.1 论文完成的主要工作  65
  5.2 未来研究展望  65-67
致谢  67-68
参考文献  68-72
硕士在读期间的研究成果  72

数字半色调技术中的误差扩散算法研究

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