圖像逆半調及其質量評價技術研究.pdf

1、數(shù)字半調、逆半調是計算機輸入/輸出的重要支撐技術，屬圖像處理研究領域的一個邊緣分支。半調可使n級灰度定義的連續(xù)色調圖像變換成兩級灰度表示的等觀感二值圖像，解決了僅具備二值再現(xiàn)能力的顯示、打印/印刷設備無法直接輸出多灰度級圖像的矛盾，但也引入了半調噪聲，改變了圖像的色調屬性；如需對半調圖像進行縮放、增強、壓縮、識別等操作，必須先進行逆半調處理。由于半調處理存在量化操作，屬多對一映射，這使得逆半調成為不適定問題，增大了其解決難度，也使圖像逆

2、半調及其質量評價技術成為近年來圖像輸入/輸出領域的重要研究內容。 本文概述了數(shù)字半調的基本原理、系統(tǒng)模型和典型方法，詳細分析了半調圖像的空域和頻域特性；綜述了現(xiàn)有逆半調方法的技術路線、數(shù)學模型，歸納了典型逆半調方法的特點和缺陷；在此基礎上，針對逆半調現(xiàn)有問題和實際應用需求，重點研究了半調圖像類型識別、灰度圖像快速高品質逆半調、彩色圖像逆半調、逆半調質量評價等關鍵技術，給出了解決問題的途徑和方法。 首先針對逆半調必須分類處

3、理的問題，研究了半調圖像的類型識別方法，以提高逆半調算法設計的針對性。提出了一種基于一維相關性和紋理特征的識別算法，實現(xiàn)了半調圖像類型的自動識別。 同時，針對現(xiàn)有灰度逆半調算法重建圖像質量有限、時空復雜度過高等缺陷，在半調類型識別算法的基礎上，建立了三種新的灰度圖像逆半調算法。新算法通過引入和應用Elman神經網絡、B樣條小波變換、中值金字塔變換、自適應濾波、紋理方向抑制等技術手段，提高了重建圖像的質量，改善了處理速度。

4、 然后，針對彩色圖像逆半調技術十分稀缺的現(xiàn)狀，從分析彩色空間各顏色通道相關性入手，研究了人眼視覺系統(tǒng)、亮度和顏色計算模型、正交變換、模式-顏色分離模型、彩色噪聲檢測及濾波等概念和理論，提出了三種彩色圖像逆半調算法。與灰度逆半調方法的彩色分通道擴展法相比，新算法能更準確再現(xiàn)連續(xù)色調圖像，且顏色偏差更小。 由于直接使用峰值信噪比、均方誤差、CIELAB色差等常用圖像質量評價指標不能很好反映逆半調圖像中的半調噪聲、人工紋理和顏色偏差的

5、殘余水平，因此，基于人眼視覺彩色感知特性、亮度色度分離模型、模擬視覺特性濾波器、擴展的均色空間模型、修正的色差計算公式、感知色差參考閾值、可視化表示等理論和技術，提出了三種逆半調圖像質量評價算法。由于引入了HVS(Human Visual System)特性因子、可視化表示手法和HVS計算模型，新方法給出的評價結果既可描述邊緣細節(jié)的保持狀況，又可反映半調紋理的抑制程度，還能直觀表示視覺感知色差，更接近人眼觀察習慣，彌補了逆半調圖像質量評