一種基于小波域多尺度信息融合的數(shù)字圖像半色調方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于小波域多尺度信息融合的數(shù)字圖像半色調方法，屬于數(shù)字圖像印前處理【技術領域】。本發(fā)明將連續(xù)調圖像轉換成灰度圖像并判斷灰度圖像是否是標準的2n×2n灰度圖像；采用二維離散小波變換得到標準灰度圖像的小波域的四尺度信息，再利用尺度間小波系數(shù)的自相關性融合層間的小波細節(jié)系數(shù)關系建立邊緣誤差測度函數(shù)；采用K-means聚類法將標準灰度圖像分別分割為k個區(qū)域，再利用各區(qū)域方差倒數(shù)作為權重，建立區(qū)域誤差測度函數(shù)；將邊緣誤差測度函數(shù)和區(qū)域誤差測度函數(shù)的加和性建立混合誤差測度函數(shù)，再采用直接二值搜索方法最小化標準灰度圖像和粗糙半色調圖像的誤差。本發(fā)明解決了現(xiàn)有方法無法兼顧圖像平滑性和清晰度問題。
【專利說明】一種基于小波域多尺度信息融合的數(shù)字圖像半色調方法【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于小波域多尺度信息融合的數(shù)字圖像半色調方法，屬于數(shù)字圖像印前處理【技術領域】。
【背景技術】
[0002]激光凹版制版的雕刻方式是一種模仿打印輸出設備的掃描式雕刻法。激光雕刻凹版的輸出方式為通過控制激光的開關狀態(tài)，使高能激光束照射在工件表面的特定點上，使該點迅速產(chǎn)生蒸發(fā)，在工件表面形成出一個凹陷點，從而表現(xiàn)出黑白兩種色調。所以對于多灰度圖像，在輸出前必須通過數(shù)字半色調技術將之轉換為適合激光輸出的黑白二值圖像。除去激光波長、脈沖頻率、激光的光束質量以及加工材料特性等因素之外，多灰度圖像的半色調算法對激光圖像輸出效果起著尤其關鍵的作用。
[0003]數(shù)字圖像半色調是將連續(xù)調圖像在諸如激光制版機、數(shù)字印刷機、激光打印機等二值設備上顯影并在人類視覺系統(tǒng)中產(chǎn)生連續(xù)調圖像錯覺的關鍵技術。其在人們生產(chǎn)、生活中得到了越來越廣泛的應用。目前從家庭、辦公用的小型臺式噴墨、激光打印機、激光制版機到大型的出版印刷系統(tǒng)，數(shù)字半色調技術可以說是無處不在。數(shù)字半色調技術還可應用于數(shù)據(jù)隱藏和數(shù)字水印技術，三維數(shù)字半色調技術在分層制造技術中也得到廣泛應用?，F(xiàn)有的半色調方法從單一尺度進行圖像建模，雖然在靜態(tài)環(huán)境下得到一定程度的成功應用，但在動態(tài)環(huán)境下半色調圖像質量卻并不理想。原因是由于在動態(tài)環(huán)境下精細尺度的信息非常不可靠，使得單一尺度內空間、頻率自適應誤差測度信息具有較強的動態(tài)隨機性。而由于人類視覺系統(tǒng)的注意機制，使人們可以在不同的分辨率下對圖像進行觀察，進而對圖像質量產(chǎn)生評價，但受到諸如光照變化、陰影、背景雜斑等外界因素影響，處于精細尺度的圖像信息在時間和空間上具有較強動態(tài)隨機性。正是這種動態(tài)環(huán)境下的多分辨率觀察和評價機制，要求在數(shù)字圖像半色調處理過程中考慮誤差測度的多尺度信息，涉及如何融合包含粗尺度誤差測度在內的多尺度誤差測度信息來實現(xiàn)數(shù)字半色調這一技術難題。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明提供了一種基于小波域多尺度信息融合的數(shù)字圖像半色調方法，以用于解決在動態(tài)環(huán)境多分辨率觀察和評價機制下，融合包含粗尺度誤差測度在內的多尺度誤差測度信息來實現(xiàn)數(shù)字半色調這一技術問題。
[0005]本發(fā)明的技術方案是:一種基于小波域多尺度信息融合的數(shù)字圖像半色調方法，所述方法的具體步驟如下:
A、將連續(xù)調圖像轉換成灰度圖像并判斷灰度圖像是否是標準的。"※。"灰度圖像；
B、采用二維離散小波變換得到標準灰度圖像的小波域的四尺度信息，再利用尺度間小波系數(shù)的自相關性融合層間的小波細節(jié)系數(shù)關系建立邊緣誤差測度函數(shù)；
C、采用K-means聚類法將標準灰度圖像分別分割為A個區(qū)域，再利用各區(qū)域方差倒數(shù)作為權重，建立區(qū)域誤差測度函數(shù)；D、將邊緣誤差測度函數(shù)和區(qū)域誤差測度函數(shù)的加和性建立混合誤差測度函數(shù)，再采用直接二值搜索方法最小化標準灰度圖像和粗糙半色調圖像的誤差，得到最優(yōu)的數(shù)字半色調圖像。
[0006]所述步驟B中，邊緣誤差測度函數(shù)建立的具體步驟如下:
B1、采用具有正交性的Harr小波進行二維離散小波變換，實現(xiàn)灰度圖像的四尺度小波變換并得到四尺度小波變換圖像；
B2、根據(jù)四尺度小波變換圖像得到水平、垂直和對角子帶小波系數(shù)分布；
B3、根據(jù)小波子帶獨立假設，對水平、垂直和對角三個方向小波系數(shù)進行歸一化處理，得到歸一化處理后的小波系數(shù)分布；
B4、利用尺度間小波系數(shù)的自相關性融合歸一化后的各尺度小波系數(shù)，得到融合后的小波系數(shù)；
B5、將融合后的小波系數(shù)作為權重，建立邊緣誤差測度函數(shù)
【權利要求】
1.一種基于小波域多尺度信息融合的數(shù)字圖像半色調方法，其特征在于:所述方法的具體步驟如下: A、將連續(xù)調圖像轉換成灰度圖像并判斷灰度圖像是否是標準的。"※。"灰度圖像； B、采用二維離散小波變換得到標準灰度圖像的小波域的四尺度信息，再利用尺度間小波系數(shù)的自相關性融合層間的小波細節(jié)系數(shù)關系建立邊緣誤差測度函數(shù)； C、采用K-means聚類法將標準灰度圖像分別分割為A個區(qū)域，再利用各區(qū)域方差倒數(shù)作為權重，建立區(qū)域誤差測度函數(shù)； D、將邊緣誤差測度函數(shù)和區(qū)域誤差測度函數(shù)的加和性建立混合誤差測度函數(shù)，再采用直接二值搜索方法最小化標準灰度圖像和粗糙半色調圖像的誤差，得到最優(yōu)的數(shù)字半色調圖像。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于小波域多尺度信息融合的數(shù)字圖像半色調方法，其特征在于:所述步驟B中，邊緣誤差測度函數(shù)建立的具體步驟如下: B1、采用具有正交性的Harr小波進行二維離散小波變換，實現(xiàn)灰度圖像的四尺度小波變換并得到四尺度小波變換圖像； B2、根據(jù)四尺度小波變換圖像得到水平、垂直和對角子帶小波系數(shù)分布； B3、根據(jù)小波子帶獨立假設，對水平、垂直和對角三個方向小波系數(shù)進行歸一化處理，得到歸一化處理后的小波系數(shù)分布； B4、利用尺度間小波系數(shù)的自相關性融合歸一化后的各尺度小波系數(shù)，得到融合后的小波系數(shù)； B5、將融合后的小波系數(shù)作為權重，建立邊緣誤差測度函數(shù)

3.根據(jù)權利要求1所述的基于小波域多尺度信息融合的數(shù)字圖像半色調方法，其特征在于:所述步驟C中，區(qū)域誤差測度函數(shù)建立的具體步驟如下: Cl、采用κ-means聚類法將標準灰度圖像分割成々個區(qū)域圖像，其中A=2，3，4 ； C2、計算每個區(qū)域的均值和方差；將方差的倒數(shù)作為權重，利用加權最小平方法建立區(qū)

域誤差測度函數(shù)
4.根據(jù)權利要求1所述的基于小波域多尺度信息融合的數(shù)字圖像半色調方法，其特征在于:所述步驟D中，直接二值搜索算法最小化混合誤差測度函數(shù)的具體步驟如下: D1、將邊緣誤差測度函數(shù)和區(qū)域誤差測度函數(shù)的加和性建立混合誤差測度函數(shù)
5.根據(jù)權利要求1或4 所述的基于小波域多尺度信息融合的數(shù)字圖像半色調方法，其特征在于:所述粗糙半色調圖像采用誤差擴散法處理得到。
【文檔編號】G06T5/50GK103793897SQ201410016561
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年1月15日 優(yōu)先權日:2014年1月15日
【發(fā)明者】何自芬, 詹肇麟, 張印輝 申請人:昆明理工大學