调频调幅网控制方法和装置

摘要

本发明实施例公开了一种调频调幅网控制方法和装置，所述调频调幅网控制方法，包括：生成第一滤波器矩阵和第二滤波器矩阵；初始化染色矩阵、阈值矩阵、阈值、染黑概率矩阵和染白概率矩阵；根据所述染色矩阵、染黑概率矩阵和第一滤波器矩阵，选择待染黑的像素点，将所述像素点染黑；根据所述经过一次更新后的染色矩阵、染白概率矩阵和第二滤波器矩阵，选择待染白的像素点，将所述像素点染白；判断所有的像素点是否都被染色，如果还有像素点没有被染色，则重复上述对像素点染色的步骤。本发明适用于在印刷制版设备中对调频网点的调幅特性进行控制。

说明书

技术领域

本发明涉及挂网制版技术领域，特别涉及一种调频调幅网控制方法和装置。

背景技术

图像的硬拷贝复制主要涉及打印机及高档印刷制版设备的挂网制版技术，该技术又称为数字图像半色调技术。挂网制版技术可以分为两类：调幅挂网制版技术和调频挂网制版技术。调幅挂网制版技术又称为聚集点有序抖动技术，其特征是所生成的半色调图像的染色点在几何位置上两两相邻地聚集在一起，形成了一簇一簇的染色区域，这些染色区域被称为网点。在调幅挂网制版技术中，通过控制网点面积来控制原稿图像的灰度再现，被控制的网点被称为调幅网点。

与调幅挂网制版技术不同，在调频挂网制版技术生成半色调图像的过程中，尽量避免染色点在几何位置上的聚集。调频挂网制版技术通过控制单位面积内染色点的个数来实现原稿图像的灰度再现。采用调频挂网制版技术生成的半色调图像内的染色点是以非聚集的形式分布的，不同的原稿灰度级，对应的染色点之间的平均距离不同，从数字图像处理的角度看，图像的频率是变化的。将采取调频挂网制版技术生成的染色点称为调频网点。

对于调幅网点来说，如果输出物理设备精度、油墨沾附性以及承印载体的吸附性都达不到要求的话，调频网点再现图像的效果会远远赶不上调幅网点；而调频网点由于网点大小的限制，在高光区域容易丢点，在暗调区域容易糊版，层次损失严重。

调频调幅混合加网技术在传统调频网点的基础上加入调幅特性，使得调频网点的网点大小也随着层次的变化不断变化，保证调频网点也有足够的油墨转移到承印物上。调频调幅混合加网有多种实现方式，目前常用的调频调幅加网技术采用的是高光暗调对称的设计方案，即高光区域和暗调区域的调幅特性(网点大小、以及网点大小的变化规律)完全一样。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

对于绝大多数输出设备来说，暗调区域的糊版和高光区域的丢点的严重程度不一样，采用高光暗调对称的设计方案，高光区域和暗调区域的调幅特性完全一样，不能满足实际的输出需求。

发明内容

本发明的实施例提供一种调频调幅网控制方法和装置，能够使高光区域和暗调区域调频网点的调幅特性有所区别，满足实际的输出需求。

本发明实施例采用的技术方案为：

一种调频调幅网控制方法，包括：

生成第一滤波器矩阵和第二滤波器矩阵；

初始化染色矩阵、阈值矩阵、阈值、染黑概率矩阵和染白概率矩阵；

根据所述染色矩阵、染黑概率矩阵和第一滤波器矩阵，选择待染黑的像素点，将所述像素点染黑；

根据所述经过一次更新后的染色矩阵、染白概率矩阵和第二滤波器矩阵，选择待染白的像素点，将所述像素点染白；

判断所有的像素点是否都被染色，如果还有像素点没有被染色，则重复上述对像素点染色的步骤。

一种调频调幅网控制装置，包括：

生成模块，用于生成第一滤波器矩阵和第二滤波器矩阵；

初始化模块，用于初始化染色矩阵、阈值矩阵、染黑概率矩阵和染白概率矩阵；

染黑模块，用于根据所述染色矩阵、染黑概率矩阵和第一滤波器矩阵，选择待染黑的像素点，将所述像素点染黑；

染白模块，用于根据所述经过一次更新后的染色矩阵、染白概率矩阵和第二滤波器矩阵，选择待染白的像素点，将所述像素点染白；

判断模块，用于判断所有的像素点是否都被染色。

本发明实施例调频调幅网控制方法和装置，首先生成第一滤波器矩阵和第二滤波器矩阵，并初始化染色矩阵、阈值矩阵、阈值、染黑概率矩阵和染白概率矩阵，根据所述染色矩阵、染黑概率矩阵和第一滤波器矩阵，选择待染黑的像素点，将所述像素点染黑，根据所述经过一次更新后的染色矩阵、染白概率矩阵和第二滤波器矩阵，选择待染白的像素点，将所述像素点染白，并重复上述染色过程，直至所有的像素点都被染色。与现有技术相比，本发明采用了双滤波器机制，将阈值矩阵分为前后两段，分别采用不同的滤波器，使得高光部分和暗调部分的调频网点的调幅特性有所区别，从而能够满足不同输出设备的需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例一提供的调频调幅网控制方法流程图；

图2为本发明实施例二提供的调频调幅网控制方法流程图；

图3a为本发明实施例二提供的滤波器矩阵F_hlack示意图；

图3b为本发明实施例二提供的滤波器矩阵F_white示意图；

图4为本发明实施例二提供的初始化染色矩阵B示意图；

图5为本发明实施例二提供的初始化阈值矩阵T示意图；

图6a为本发明实施例二提供的初始化染黑概率矩阵M_black示意图；

图6b为本发明实施例二提供的初始化染白概率矩阵M_white示意图；

图7a为本发明实施例二提供的一次更新后的染色矩阵B示意图；

图7b为本发明实施例二提供的一次更新后的阈值矩阵T示意图；

图7c为本发明实施例二提供的一次更新后的染黑概率矩阵M_black示意图；

图8a为本发明实施例二提供的再次更新后的染色矩阵B示意图；

图8b为本发明实施例二提供的再次更新后的阈值矩阵T示意图；

图8c为本发明实施例二提供的再次更新后的染白概率矩阵M_white示意图；

图9为本发明实施例二提供的染色概率矩阵与滤波器矩阵的叠加示意图；

图10为本发明实施例二提供的最终的阈值矩阵T示意图；

图11a为本发明实施例三提供的最终的阈值矩阵T示意图；

图11b为本发明实施例三提供的灰度值为20的二值矩阵示意图；

图11c为本发明实施例三提供的灰度值为235的二值矩阵示意图；

图12为本发明实施例四提供的调频调幅网控制装置结构示意图；

图13为本发明实施例五提供的调频调幅网控制装置结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明技术方案的优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明作详细说明。

实施例一

本实施例提供一种调频调幅网控制方法，如图1所示，所述调频调幅网控制方法包括：

101、生成第一滤波器矩阵和第二滤波器矩阵；

102、初始化染色矩阵、阈值矩阵、阈值、染黑概率矩阵和染白概率矩阵；

103、根据所述染色矩阵、染黑概率矩阵和第一滤波器矩阵，选择待染黑的像素点，将所述像素点染黑；

104、根据所述经过一次更新后的染色矩阵、染白概率矩阵和第二滤波器矩阵，选择待染白的像素点，将所述像素点染白；

105、判断所有的像素点是否都被染色，如果还有像素点没有被染色，则重复执行步骤103-104，否则结束。

本发明实施例调频调幅网控制方法，首先生成第一滤波器矩阵和第二滤波器矩阵，并初始化染色矩阵、阈值矩阵、阈值、染黑概率矩阵和染白概率矩阵，根据所述染色矩阵、染黑概率矩阵和第一滤波器矩阵，选择待染黑的像素点，将所述像素点染黑，根据所述经过一次更新后的染色矩阵、染白概率矩阵和第二滤波器矩阵，选择待染白的像素点，将所述像素点染白，并重复上述染色过程，直至所有的像素点都被染色。与现有技术相比，本发明采用了双滤波器机制，将阈值矩阵分为前后两段，分别采用不同的滤波器，使得高光部分和暗调部分的调频网点的调幅特性有所区别，从而能够满足不同输出设备的需求。

实施例二

如图2所示，所述调频调幅网控制方法包括：

201、生成两个滤波器矩阵F_black和F_white，其中，两个滤波器矩阵均为W×H，第一滤波器矩阵F_black为按照公式(1)生成元素的滤波器矩阵：

$F_{\mathrm{black}}[x,y]=f_1\left(\sqrt{{(x-\frac{W}{2})}^2+{(y-\frac{H}{2})}^2}\right)---\left(1\right)$

第二滤波器矩阵F_white为按照公式(2)生成元素的滤波器矩阵：

$F_{\mathrm{white}}[x,y]=f_2\left(\sqrt{{(x-\frac{W}{2})}^2+{(y-\frac{H}{2})}^2}\right)---\left(2\right)$

其中，W为阈值矩阵宽度，H为阈值矩阵高度，x∈[1，W]，y∈[1，H]；

在本实施例中，阈值矩阵宽度W＝9，阈值矩阵高度H＝9，滤波器函数f₁如式(3)所示，滤波器函数f₂如式(4)所示：

$f_1\left(t\right)=\left(\begin{array}{c}0.1,t\le 1.2\\ \mathrm{0.2,1.2}<t\le 1.5\\ \frac{1}{t^2},t>1.5\end{array}\right)---\left(3\right)$

$f_2\left(t\right)=\left(\begin{array}{c}-0.01,t\le 1.5\\ \frac{1}{t^2},t>1.5\end{array}\right)---\left(4\right)$

从而，生成的第一滤波器矩阵F_black如图3a所示，生成的第二滤波器矩阵F_white如图3b所示。

202、初始化染色矩阵B，具体为：B[x，y]＝0，将所有像素都设置为未染色状态；其中，B[x，y]＝0代表像素[x，y]未被染色，B[x，y]＝-1代表像素[x，y]被染黑，B[x，y]＝1代表像素[x，y]被染白；

初始化阈值矩阵T，具体为：T[x，y]＝0，将阈值矩阵中所有的元素都置为0；

其中，x∈[1，W]，y∈[1，H]，且都为整数；

初始化阈值Threshold，具体为：Threshold＝1；

从而，初始化后的染色矩阵B如图4所示，初始化后的阈值矩阵T如图5所示。

203、初始化染黑概率矩阵M_black，具体为：M_black[x，y]＝0.0；其中，M_black[x，y]为像素[x，y]被染黑的概率，M_black[x，y]＝0.0代表所有像素被染黑的概率是相同的；

初始化染白概率矩阵M_white，具体为：M_white[x，y]＝0.0；其中，M_white[x，y]为像素[x，y]被染白的概率，M_white[x，y]＝0.0代表所有像素被染白的概率是相同的；

其中，x∈[1，W]，y∈[1，H]，且都为整数；

从而，初始化后的染黑概率矩阵M_black如图6a所示，初始化后的染白概率矩阵M_white如图6b所示。

204、在染黑概率矩阵M_black中寻找最小值及其对应的像素坐标[M_black，n_black]，处理方法如下：

寻找像素坐标[m_black，n_black]，使得B[m_black，n_black]＝0，且M_black[m_black，n_black]＝min{M_black}，则[m_black，n_black]就是下一个即将被染黑的像素点；

由于初始化后的M_black[x，y]＝0.0，也即所有像素被染黑的概率是相同的，因此，在第一次循环时随机选中像素坐标[m_black，n_black]＝[5，4]，则像素点[5，4]就是下一个即将被染黑的点。

205、将像素坐标为[m_black，n_black]＝[5，4]的像素点染黑，具体实现方法为：令B[m_black，n_black]＝-1，由于[m_black，n_black]＝[5，4]，因此，B[5，4]＝-1，从而，更新后的染色矩阵B如图7a所示；

对阈值矩阵T进行赋值，具体为：T[m_black，n_black]＝Threshold，也就是将阈值矩阵T中坐标为[m_black，n_black]的元素赋值为Threshold，由于[m_black，n_black]＝[5，4]，且Threshold＝1，因此，T[5，4]＝Threshold＝1，从而，更新后的阈值矩阵T如图7b所示；

对染黑概率矩阵M_black进行赋值，具体为：M_black[m_black，n_black]＝∞，以使像素点[m_black，n_black]在以后的循环中不会被选中，由于[m_black，n_black]＝[5，4]，因此，M_black[5，4]＝∞。

206、如图9所示，叠合M_black与F_black，并且平移F_black，使得M_black中坐标为[m_black，n_black]的元素与F_black中坐标为的元素对应，对于更新后的M_black来说，矩阵中的元素[x′，y′]具如下对应关系：$x^{\prime }=(m\_\mathrm{black}+x-\frac{W}{2})\mathrm{mod}W,$$y^{\prime }=(n\_\mathrm{black}+y-\frac{H}{2})\mathrm{mod}H;$

按照图8所示的方法进行回绕之后，M_black与F_black对应的矩阵元素相加，具体方法为：M_black[x′，y′]＝M_black[x′，y′]+F_black[x，y]，从而，在第一次循环中，当像素点[5，4]被染黑后，得到更新后的染黑概率矩阵M_black如图7c所示。

207、在染白概率矩阵M_white中寻找最小值及其对应的像素坐标[m_white，n_white]，处理方法如下：

寻找像素坐标[m_white，n_white]，使得B[m_white，n_white]＝0，且M_white[m_white，n_white]＝min{M_white}，则[m_white，n_white]就是下一个即将被染白的像素点；

由于初始化后的M_white[x，y]＝0.0，也即所有像素被染白的概率是相同的，因此，在第一次循环时随机选中像素坐标[m_white，n_white]＝[4，6]，则像素点[4，6]就是下一个即将被染白的点。

208、将像素坐标为[m_white，n_white]＝[4，6]的像素点染白，具体实现方法为：令B[m_white，n_white]＝1，由于[m_white，n_white]＝[4，6]，因此，B[4，6]＝1，从而，再次更新后的染色矩阵B如图8a所示；

对阈值矩阵T进行赋值，具体为：T[m_white，n_white]＝W*H-Threshold+1，也就是将阈值矩阵T中坐标为[m_white，n_white]的元素赋值为W*H-Threshold+1，由于[m_white，n_white]＝[4，6]，且W＝9，H＝9，Threshold＝1，因此，T[4，6]＝W*H-Threshold+1＝81，从而，再次更新后的阈值矩阵T如图8b所示；

对染白概率矩阵M_white进行赋值，具体为：M_white[m_white，n_white]＝∞，以使像素点[m_white，n_white]在以后的循环中不会被选中，由于[m_white，n_white]＝[4，6]，因此，M_white[4，6]＝∞。

209、如图9所示，叠合M_white与F_white，并且平移F_white，使得M_white中坐标为[m_white，n_white]的元素与F_white中坐标为的元素对应，对于更新后的M_white来说，矩阵中的元素[x′，y′]具有如下对应关系：$x^{\prime }=(m\_\mathrm{white}+x-\frac{W}{2})\mathrm{mod}W,$$y^{\prime }=(n\_\mathrm{white}+y-\frac{H}{2})\mathrm{mod}H;$

按照图8所示的方法进行回绕之后，M_white与F_white对应的矩阵元素相加，具体方法为：M_white[x′，y′]＝M_white[x′，y′]+F_white[x，y]，从而，在第一次循环中，当像素点[4，6]被染白后，得到再次更新后的染白概率矩阵M_white如图8c所示。

210、阈值Threshold自加1，具体为：Threshold＝Threshold+1，从而，在第一次循环结束后，Threshold＝2。

211、判断所述染色矩阵B中是否还有元素为0，若所述染色矩阵B中还有元素为0，则表明还有像素点没有被染色；若所述染色矩阵B中没有元素为0，则所有像素点都被染色；

当所述染色矩阵B中还有元素为0时，重复执行步骤204-210，直至所有的像素点都被染白或者染黑了，即：对于所有的x∈[1，W]，y∈[1，H]，当B[x，y]＝-1或者B[x，y]＝1时，循环结束，得到最终的阈值矩阵T如图10所示。

本发明实施例调频调幅网控制方法，首先生成第一滤波器矩阵和第二滤波器矩阵，并初始化染色矩阵、阈值矩阵、阈值、染黑概率矩阵和染白概率矩阵，根据所述染色矩阵、染黑概率矩阵和第一滤波器矩阵，选择待染黑的像素点，将所述像素点染黑，根据所述经过一次更新后的染色矩阵、染白概率矩阵和第二滤波器矩阵，选择待染白的像素点，将所述像素点染白，并重复上述染色过程，直至所有的像素点都被染色。与现有技术相比，本发明采用了双滤波器机制，将阈值矩阵分为前后两段，分别采用不同的滤波器，使得高光部分和暗调部分的调频网点的调幅特性有所区别，从而能够满足不同输出设备的需求。

实施例三

本实施例提供一种调频调幅网控制方法，所述调频调幅网控制方法的实现过程具体可以参照实施例二；与实施例二不同的是，在本实施例中，阈值矩阵宽度W＝64，阈值矩阵高度H＝64。得到最终的阈值矩阵如图11a所示，所述阈值矩阵采用的图像化的表示方法，在所述阈值矩阵中，灰度越深的地方，元素值越小，灰度越浅的地方，元素值越大。

相应地，灰度值为20的二值矩阵如图11b所示，灰度值为235的二值矩阵如图11c所示；

其中，所述灰度值为20的二值矩阵的获取方法为：对于阈值矩阵中的每一个元素，如果该元素大于20，则输出255，否则输出0；

同样，所述灰度值为235的二值矩阵的获取方法为：对于阈值矩阵中的每一个元素，如果该元素大于235，则输出255，否则输出0。

由图11a、图11b和图11c可以看出，高光区域和暗调区域调幅网点的大小显然不一样，可以满足实际的输出需求。

实施例四

本实施例提供一种调频调幅网控制装置，如图12所示，所述调频调幅网控制装置，包括：

生成模块121，用于生成第一滤波器矩阵和第二滤波器矩阵；

初始化模块122，用于初始化染色矩阵、阈值矩阵、染黑概率矩阵和染白概率矩阵；

染黑模块123，用于根据所述染色矩阵、染黑概率矩阵和第一滤波器矩阵，选择待染黑的像素点，将所述像素点染黑；

染白模块124，用于根据所述经过一次更新后的染色矩阵、染白概率矩阵和第二滤波器矩阵，选择待染白的像素点，将所述像素点染白；

判断模块125，用于判断所有的像素点是否都被染色；

具体地，所述判断模块125判断所述染色矩阵中是否还有元素为0，若所述染色矩阵中还有元素为0，则表明还有像素点没有被染色；若所述染色矩阵中没有元素为0，则所有像素点都被染色；当所述染色矩阵B中还有元素为0时，由所述染黑模块123选择待染黑的像素点，将所述像素点染黑，以及由所述染白模块124选择待染白的像素点，将所述像素点染白。

本发明实施例调频调幅网控制装置，首先生成第一滤波器矩阵和第二滤波器矩阵，并初始化染色矩阵、阈值矩阵、阈值、染黑概率矩阵和染白概率矩阵，根据所述染色矩阵、染黑概率矩阵和第一滤波器矩阵，选择待染黑的像素点，将所述像素点染黑，根据所述经过一次更新后的染色矩阵、染白概率矩阵和第二滤波器矩阵，选择待染白的像素点，将所述像素点染白，并重复上述染色过程，直至所有的像素点都被染色。与现有技术相比，本发明采用了双滤波器机制，将阈值矩阵分为前后两段，分别采用不同的滤波器，使得高光部分和暗调部分的调频网点的调幅特性有所区别，从而能够满足不同输出设备的需求。

实施例五

如图13所示，所述调频调幅网控制装置，包括：

生成模块131，用于生成第一滤波器矩阵和第二滤波器矩阵；

初始化模块132，用于初始化染色矩阵、阈值矩阵、染黑概率矩阵和染白概率矩阵；

染黑模块133，用于根据所述染色矩阵、染黑概率矩阵和第一滤波器矩阵，选择待染黑的像素点，将所述像素点染黑；

染白模块134，用于根据所述经过一次更新后的染色矩阵、染白概率矩阵和第二滤波器矩阵，选择待染白的像素点，将所述像素点染白；

判断模块135，用于判断所有的像素点是否都被染色；

具体地，所述判断模块135判断所述染色矩阵中是否还有元素为0，若所述染色矩阵中还有元素为0，则表明还有像素点没有被染色；若所述染色矩阵中没有元素为0，则所有像素点都被染色；当所述染色矩阵B中还有元素为0时，由所述染黑模块133选择待染黑的像素点，将所述像素点染黑，以及由所述染白模块134选择待染白的像素点，将所述像素点染白。

其中，所述初始化模块132包括：

第一初始化单元1321，用于将染色矩阵B中的元素都设置为0，其中，所述染色矩阵B中元素为0表示像素处于未染色状态；

第二初始化单元1322，用于将阈值矩阵T中的所有元素都设置为0；

第三初始化单元1323，用于将阈值Threshold设置为1；

第四初始化单元1324，用于将染黑概率矩阵M_black中的所有元素都置为0.0；

第五初始化单元1325，用于将染白概率矩阵M_white中的所有元素都置为0.0。

其中，所述染黑模块133包括：

第一选择单元1331，用于根据所述染色矩阵B和染黑概率矩阵M_black，选择未染色且染黑概率最小的像素点；

染黑单元1332，用于将所述像素点染黑，获取经过一次更新后的染色矩阵B和阈值矩阵T；

第一获取单元1333，用于根据所述染黑概率矩阵M_black和第一滤波器矩阵F_black，获取经过一次更新后的染黑概率矩阵M_black。

其中，所述染白模块134包括：

第二选择单元1341，用于根据所述经过一次更新后的染色矩阵B和染白概率矩阵M_white，选择未染色且染白概率最小的像素点；

染白单元1342，用于将所述像素点染白，获取经过再次更新后的染色矩阵B和阈值矩阵T；

第二获取单元1343，用于根据所述染白概率矩阵M_white和第二滤波器矩阵F_white，获取经过再次更新后的染白概率矩阵M_white；

阈值自加单元1344，用于将所述阈值Threshold自加1。

本发明实施例调频调幅网控制装置，首先生成第一滤波器矩阵和第二滤波器矩阵，并初始化染色矩阵、阈值矩阵、阈值、染黑概率矩阵和染白概率矩阵，根据所述染色矩阵、染黑概率矩阵和第一滤波器矩阵，选择待染黑的像素点，将所述像素点染黑，根据所述经过一次更新后的染色矩阵、染白概率矩阵和第二滤波器矩阵，选择待染白的像素点，将所述像素点染白，并重复上述染色过程，直至所有的像素点都被染色。与现有技术相比，本发明采用了双滤波器机制，将阈值矩阵分为前后两段，分别采用不同的滤波器，使得高光部分和暗调部分的调频网点的调幅特性有所区别，从而能够满足不同输出设备的需求。

本发明实施例提供的调频调幅网控制装置可以实现上述提供的方法实施例。本发明实施例提供的调频调幅网控制方法和装置可以适用于打印机及高档印刷制版设备，但不仅限于此。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。