一种顾及边缘信息的多级误差扩散图像网目调方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种顾及边缘信息的多级误差扩散图像网目调方法和系统，属于数字图像硬拷贝输出技术领域。本发明专利技术公开的方法首先将输入图像进行非线性分解，然后针对每幅分解图像，利用顾及边缘信息的多尺度误差扩散网目调方法进行网目调处理，得到多幅二值网目调图像，最后将各二值网目调图像进行合并，得到多级网目调图像。本发明专利技术所述的方法不仅能够有效缓解误差扩散网目调方法容易产生规律性纹理的问题，使网目调图像阶调层次与输入图像保持一致，同时能够保持输入图像的边缘结构信息，此外本发明专利技术算法得到出多级网目调图像可直接应用于多位打印机进行打印输出。

【技术实现步骤摘要】
一种顾及边缘信息的多级误差扩散图像网目调方法和系统
本专利技术属于图像硬拷贝输出
，具体涉及一种顾及边缘信息的多级误差扩散图像网目调方法和系统。
技术介绍
图像、文字信息传播需要经过采集、处理和输出三大过程，其中图像输出是信息再现的重要方式。图像输出技术按照输出方式可分为硬拷贝输出和软拷贝输出，其中硬拷贝输出的主要形式为打印输出。由于图像采集设备采集得到的图像色彩阶调丰富，而打印输出设备在进行打印输出时，只能通过有限且较少的记录状态(通常是两种)来实现输入图像的再现，因此为了准确再现输入图像的阶调，在打印输出时需要使用图像网目调方法将阶调丰富的连续调图像转化与打印设备输出阶调数目相匹配的网目调图像。因此图像网目调方法直接影响着打印输出的质量，成为了图像输出技术的关键技术之一。目前，根据图像网目调技术的处理过程可以将其分为三大类：相邻过程、点过程和迭代过程。相邻过程网目调成像技术依次对输入图像的像素点进行处理，已处理的像素点的处理结果将影响到输入图像中未处理的像素点，最后得到网目调图像；点过程网目调成像技术是使用预先设置好的阈值矩阵，按照一定的规则进行平铺，得到一个与输入图像大小本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种顾及边缘信息的多级误差扩散图像网目调方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，对输入图像进行归一化，然后再进行非线性分解，得到n幅与输入图像大小相同的分解图像，其中n为打印机的输出状态数目；步骤2，利用顾及边缘信息的多尺度误差扩散网目调方法将分解后的图像进行网目调处理，得到n幅二值网目调图像；步骤3，将步骤2中处理得到的n幅二值网目调图像进行合并，得到最终多级网目调输出图像。

【技术特征摘要】
1.一种顾及边缘信息的多级误差扩散图像网目调方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，对输入图像进行归一化，然后再进行非线性分解，得到n幅与输入图像大小相同的分解图像，其中n为打印机的输出状态数目；步骤2，利用顾及边缘信息的多尺度误差扩散网目调方法将分解后的图像进行网目调处理，得到n幅二值网目调图像；步骤3，将步骤2中处理得到的n幅二值网目调图像进行合并，得到最终多级网目调输出图像。2.如权利要求1所述的一种顾及边缘信息的多级误差扩散图像网目调方法，其特征在于：步骤1中对输入图像进行归一化和非线性分解的公式如下，式中，Xinput(i,j)为输入图像中坐标为(i,j)的像素的灰度值，X(i,j)为输入图像归一化后坐标为(i,j)的像素的灰度值；X0(i,j)＝1，m＝1,2,…,n-1，i,j＝0,1,…,N-1，n为打印机的输出状态数目，Xm(i,j)为输入图像非线性分解后第m个图像中坐标为(i,j)的像素的灰度值，若为2位打印机，则n＝22＝4，N为输入图像的长和宽，若图像长和宽不相等，则首先对图像进行复制补齐。3.如权利要求2所述的一种顾及边缘信息的多级误差扩散图像网目调方法，其特征在于：步骤2的具体实现方式如下，步骤2.1，初始化网目调输出图像为全黑，即将图像中所有的像素点的灰度值设置为0；步骤2.2，提取分解后图像的边缘信息；步骤2.2.1，计算分解后图像Xm(i,j)3×3邻域的平均灰度计算如公式(3)，步骤2.2.2，计算图像像素空间局部变化率Vm(i,j)，即像素点各个方向的梯度加权和，计算公式如公式(4)，式中，W(k,l)为空间权重函数：步骤2.2.3，计算像素点的显著程度，即像素点与其邻域内像素点平均灰度的差异程度，计算公式如公式(6)，步骤2.2.4，将图像的局部平均灰度、空间局部变化率和像素显著程度综合，计算图像的边缘信息，式中：α为归一化参数；Eedge(i,j)∈[0,1]；步骤2.3，将下一层中相邻的四个像素的灰度值之和作为其上一层像素的灰度值，创建图像金字塔，并统计网目调图像中所需白点数目，即所创建的图像金字塔最顶层元素的灰度值；式中，ik,jk＝0,1,…,2k-1，k＝r-1,r-2,…,0，r为图像金字塔的层数，Xm,k(ik,jk)为非线性分解后第m个图像的金字塔第k层图像；步骤2.4，利用公式(9)从图像金字塔第二层中搜索灰度与边缘信息综合值最大的像素点，然后找出该点对应下一层图像区域中灰度值最大的像素点，依次进行搜索，得到输入图像的像素点，并将网目调图像中该点对应的像素点设置为白，即像素值设为1，同时白点数目减少1；若达到所需的白点数，则停止搜索，输出最终的网目调结果；否则进行步骤2.5和步骤2.6；(i*,j*)＝arg[max(β1×Xm(i,j)+β2×Eedge(i,j))](9)式中(i*,j*)为使β1×Xm(i,j)+β2×Eedge(i,j)最大的(i,j)序列，β1，β2分别为图像灰度值与边缘信息的权重，β1∈(0,1)，β2∈(0,1)且β1+β2＝1；步骤2.5，计算分解后图像的像素点量化后产生的误差，利用动态非时序误差扩散滤波器将该误差扩散至其邻域像素；步骤2.6，将图像中已处理点的灰度值设置为0，同时反向更新图像金字塔，返回执行步骤2.4。4.如权利要求3所述的一种顾及边缘信息的多级误差扩散图像网目调方法，其特征在于：步骤2.5中利用如下公式计算原始图像的像素点的量化后产生的误差，E＝0-Xm(i*,j*)(10)其中，E为量化后产生的误差，Xm(i*,j*)是由步骤2.4搜索得到的第m个图像中的像素点；其中动态非时序误差扩散滤波器的表达式如下，式中，为误差扩散滤波器中扩散系数之和，C为滤波器中对应位置的系数；Xm(i*,j*)是由步骤2.4搜索得到的第m个图像中的像素点；如果误差扩散域中某点为已处理点，则将该系数C设置为0，否则为初始滤波器中对应位置的系数，于此同时动态地更新N，从而动态更新误差扩散滤波器。5.如权利要求4所述的一种顾及边缘信息的多级误差扩散图像网目调方法，其特征在于：步骤3中将n幅二值网目调图像按照公式(12)进行合并，得到最终多级网目调输出图像，式中，Bm为第m个二值网目调图像，n为打印机的输出状态数目。6.一种顾及边缘信息的多级误差扩散图像网目调系统，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：易尧华，刘磊，梁正宇，王笑，何婧婧，刘艳鹤，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42