数字加网算法的FPGA设计与实现

摘要

数字加网技术是数字印前的核心，在很大程度上影响着印刷输出的质量和效率，随着人们对高清晰图像的追求以及印刷设备分辨率的不断提高，加网算法的处理速度面临着越来越大的挑战。 本文介绍了与加网密切相关的印前流程，讨论了印刷还原理论以及影响加网输出质量的各种因素。在此基础上，分析传统调幅加网方法的主要问题并介绍了几种解决方案，讨论调频加网的几种实现方法，对比各算法的优缺点，最终明确研究的对象为误差扩散算法。 误差扩散算法因其出色的加网效果而颇受人们欢迎，但复杂的运算却严重影响了它处理图像的效率。为了同时保证图像的输出质量及速度，本文将传统运行在计算机平台上的误差扩散算法移植到了FPGA平台上实现。在深入研究分析了误差扩散算法之后，提出算法的并行化思路，结合FPGA并行运算的特点，设计了并行误差扩散算法，由多个独立的并行运算单元同时对多个像素进行处理，相比基于计算机平台的几种传统算法运行速度得到了极大的提高，而通过增减并行运算单元可使得成本和处理速度达到最佳平衡。本文的创新点在于使用并行的处理方法实现误差扩散算法，另外，设计了一种适合误差扩散算法在FPGA上运行的结构也是本课题的创新之处。

目录

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摘要

第1章 绪论

1．1 选题背景和意义

1．2 国内外研究现状

1．3 本文主要内容

第2章 图像复制与印刷原理

2．1 印刷流程

2．2 印刷原稿

2．3 人眼视觉模型

2．3．1 视觉对亮度反应的非线性特性

2．3．2 视觉的空间频率特性

2．4 本章小结

第3章 数字加网技术

3．1 调幅加网

3．1．1 调幅加网的要素

3．1．2 有理正切加网

3．1．3 无理正切加网

3．1．4 超细胞加网

3．2 调频加网

3．2．1 有序抖动算法

3．2．2 误差扩散算法

3．3 本章小结

第4章 并行误差扩散算法的FPGA设计

4．1 FPGA设计的思想与方法

4．1．1 FPGA的设计流程

4．1．2 FPGA的设计原则

4．2 误差扩散算法并行化的设计思路

4．3 算法各模块的功能与设计

4．3．1 误差计算模块

4．3．2 误差管理模块

4．4 本章小结

第5章 并行误差扩散算法的FPGA实现

5．1 算法各模块的实现

5．1．1 误差计算模块的实现

5．1．2 误差管理模块的实现

5．1．3 算法总体功能的实现

5．2 算法运行结果分析

5．2．1 加网效果分析

5．2．2 加网速度分析

5．3 本章小结

第6章 总结与展望

6．1 论文工作总结

6．2 未来研究展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢