打印機(jī)圖像半色調(diào)輸出算法質(zhì)量評(píng)價(jià)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了打印機(jī)圖像半色調(diào)輸出算法質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，通過將輸出的半色調(diào)圖像測量值轉(zhuǎn)換為孟塞爾明度值，再對(duì)孟塞爾明度值與其對(duì)應(yīng)的灰度值進(jìn)行線性擬合，并使用誤差項(xiàng)平方和、均方根誤差、回歸系數(shù)和調(diào)整后的回歸系數(shù)四個(gè)指標(biāo)進(jìn)行一元線性回歸分析，從而評(píng)價(jià)半色調(diào)算法對(duì)激光打印機(jī)非線性特性的魯棒性。本發(fā)明達(dá)到了評(píng)價(jià)該半色調(diào)算法對(duì)激光打印機(jī)非線性特性的魯棒性的目的，為進(jìn)一步修改半色調(diào)算法及建立打印機(jī)模型提供基礎(chǔ)。
【專利說明】打印機(jī)圖像半色調(diào)輸出算法質(zhì)量評(píng)價(jià)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于數(shù)字圖像處理領(lǐng)域，涉及一種輸出半色調(diào)結(jié)果檢查方法，具體涉及一種打印機(jī)圖像半色調(diào)輸出算法質(zhì)量評(píng)價(jià)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由于打印機(jī)的非線性特性，半色調(diào)算法處理得到的半色調(diào)結(jié)果輸出時(shí)，輸出的半色調(diào)結(jié)果一般都會(huì)存在階調(diào)非線性再現(xiàn)的情況。因此，半色調(diào)算法應(yīng)當(dāng)對(duì)打印機(jī)的非線性特性具有較強(qiáng)的魯棒性。為了評(píng)價(jià)該半色調(diào)算法對(duì)激光打印機(jī)的魯棒性，需要對(duì)打印機(jī)輸出的半色調(diào)結(jié)果的線性程度進(jìn)行評(píng)價(jià)，從而為進(jìn)一步修改半色調(diào)算法及建立打印機(jī)模型提供基礎(chǔ)。
[0003]目前的半色調(diào)算法評(píng)價(jià)方法，通常只是在半色調(diào)結(jié)果打印輸出前，使用均方誤差、峰值信噪比、通用質(zhì)量評(píng)價(jià)參數(shù)等數(shù)字圖像評(píng)價(jià)方法對(duì)其評(píng)價(jià)。但半色調(diào)結(jié)果打印輸出后，這些數(shù)字圖像評(píng)價(jià)方法均無法直接對(duì)輸出半色調(diào)結(jié)果線性程度進(jìn)行評(píng)價(jià)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種打印機(jī)圖像半色調(diào)輸出算法質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，使用色度儀或密度儀等測量設(shè)備對(duì)輸出半色調(diào)結(jié)果進(jìn)行測量，將測量結(jié)果轉(zhuǎn)換為孟塞爾明度級(jí)，并對(duì)轉(zhuǎn)換得到的孟塞爾明度級(jí)與其對(duì)應(yīng)的灰度級(jí)進(jìn)行一元線性回歸分析，以評(píng)價(jià)半色調(diào)算法對(duì)激光打印機(jī)的魯棒性。
[0005]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種打印機(jī)圖像半色調(diào)輸出算法質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0006]步驟1:設(shè)計(jì)不止一個(gè)灰度色塊，其中，針對(duì)所述的灰度色塊，用O表述黑，用I表述白，且其灰度值以0.05為增長步長從O開始逐一增長；
[0007]步驟2:使用半色調(diào)算法對(duì)各個(gè)灰度色塊的中性灰色塊進(jìn)行半色調(diào)處理；
[0008]步驟3:使用打印機(jī)對(duì)半色調(diào)處理結(jié)果打印輸出；
[0009]步驟4:對(duì)打印輸出結(jié)果進(jìn)行測量；
[0010]步驟5:將測量結(jié)果轉(zhuǎn)換為CIE1931XYZ色度系統(tǒng)中的亮度因數(shù)Y ;
[0011]步驟6:將亮度因數(shù)Y轉(zhuǎn)換為孟塞爾明度V，根據(jù)亮度因數(shù)Y與孟塞爾明度V的函數(shù)關(guān)系，計(jì)算得到孟塞爾明度V ;
[0012]步驟7:通過最小二乘法擬合轉(zhuǎn)換得到的孟塞爾明度V與其對(duì)應(yīng)的原始灰度色塊的灰度值的線性關(guān)系；
[0013]步驟8:使用誤差項(xiàng)平方和、均方根誤差、決定系數(shù)和調(diào)整后的決定系數(shù)四個(gè)指標(biāo)對(duì)孟塞爾明度V與其對(duì)應(yīng)的原始灰度色塊的灰度值線性程度進(jìn)行評(píng)價(jià)。
[0014]作為優(yōu)選，步驟I所述的設(shè)計(jì)不止一個(gè)灰度色塊，其灰度色塊的數(shù)量為20個(gè)。
[0015]作為優(yōu)選，步驟4所述的對(duì)打印輸出結(jié)果進(jìn)行測量，是使用色度計(jì)或密度計(jì)對(duì)打印輸出結(jié)果進(jìn)行測量。[0016]作為優(yōu)選，步驟5所述的將測量結(jié)果轉(zhuǎn)換為CIE1931XYZ色度系統(tǒng)中的亮度因數(shù)Y，若使用色度計(jì)對(duì)打印輸出結(jié)果進(jìn)行測量，則測量得到打印輸出結(jié)果的亮度因數(shù)Y;若使用密度計(jì)對(duì)打印輸出結(jié)果進(jìn)行測量，則根據(jù)光學(xué)反射密度定義公式推導(dǎo)出的密度D與亮度因
數(shù)Y的函數(shù)關(guān)系，計(jì)算出亮度因數(shù)Y:^ = ，其中，Ytl為孟塞爾系統(tǒng)第IO級(jí)明度的亮度
1 U P、、
因數(shù)，Υ0=102.75，P ^為孟塞爾系統(tǒng)第10級(jí)明度的反射率，P0=LD為某區(qū)域的光學(xué)反射密度，Y為該區(qū)域的亮度因數(shù)。
[0017]作為優(yōu)選，步驟6所述的根據(jù)亮度因數(shù)Y與孟塞爾明度V的函數(shù)關(guān)系，計(jì)算孟塞爾明度V，其計(jì)算公式為:V=2.217Υ°_352-1.324。
[0018]本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的創(chuàng)新點(diǎn)在于，將測量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為孟塞爾明度值，通過對(duì)孟塞爾明度與對(duì)應(yīng)灰度的線性程度評(píng)價(jià)半色調(diào)輸出結(jié)果的線性程度。從而達(dá)到評(píng)價(jià)該半色調(diào)算法對(duì)激光打印機(jī)非線性特性的魯棒性的目的，為進(jìn)一步修改半色調(diào)算法及建立打印機(jī)模型提供基礎(chǔ)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1:是本發(fā)明的打印機(jī)圖像半色調(diào)輸出算法質(zhì)量評(píng)價(jià)方法的流程圖。
[0020]圖2:是本發(fā)明實(shí)施例的待處理的20個(gè)灰度色塊。
[0021]圖3:是本發(fā)明實(shí)施例的亮度因數(shù)Y與孟塞爾明度V的轉(zhuǎn)換關(guān)系示意圖。
[0022]圖4:是本發(fā)明實(shí)施例的20個(gè)灰度色塊使用遲滯系數(shù)為1.5的綠噪聲半色調(diào)方法進(jìn)行半色調(diào)處理的結(jié)果圖像。
[0023]圖5:是本發(fā)明實(shí)施例的20個(gè)灰度色塊通過遲滯系數(shù)為3.0的綠噪聲半色調(diào)方法進(jìn)行半色調(diào)處理后的結(jié)果圖像。
[0024]圖6:是本發(fā)明實(shí)施例的遲滯系數(shù)為1.5的綠噪聲半色調(diào)方法所做的線性擬合示意圖。
[0025]圖7:是本發(fā)明實(shí)施例的遲滯系數(shù)為3.0的綠噪聲半色調(diào)方法所做的線性擬合示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的闡述。
[0027]下面以待評(píng)價(jià)半色調(diào)方法為遲滯系數(shù)分別為1.5和3.0的綠噪聲半色調(diào)方法、打印機(jī)為Pantum2000激光打印機(jī)、測量設(shè)備為Eyeone色度測量儀為例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地描述。
[0028]請(qǐng)見圖1，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種打印機(jī)圖像半色調(diào)輸出算法質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0029]步驟1:請(qǐng)見圖2，本實(shí)施例首先設(shè)計(jì)20個(gè)灰度色塊，其中，針對(duì)所述的灰度色塊，用O表述黑，用I表述白，且其灰度值以0.05為增長步長從O增長到0.95，紙白為I。
[0030]步驟2:分別使用 遲滯系數(shù)為1.5和3.0的綠噪聲半色調(diào)方法對(duì)各個(gè)灰度色塊的中性灰色塊進(jìn)行半色調(diào)處理；
[0031]請(qǐng)見圖4，為20個(gè)灰度色塊使用遲滯系數(shù)為1.5的綠噪聲半色調(diào)方法進(jìn)行半色調(diào)處理的結(jié)果圖像；
[0032]請(qǐng)見圖5，為20個(gè)灰度色塊通過遲滯系數(shù)為3.0的綠噪聲半色調(diào)方法進(jìn)行半色調(diào)處理后的結(jié)果圖像。
[0033]步驟3:使用Pantum2000激光打印機(jī)對(duì)半色調(diào)處理結(jié)果打印輸出。
[0034]步驟4:使用Eyeone色度計(jì)對(duì)打印輸出結(jié)果進(jìn)行測量。
[0035]步驟5:將測量結(jié)果轉(zhuǎn)換為CIE1931XYZ色度系統(tǒng)中的亮度因數(shù)Y。
[0036]步驟6:將亮度因數(shù)Y轉(zhuǎn)換為孟塞爾明度V，根據(jù)亮度因數(shù)Y與孟塞爾明度V的函數(shù)關(guān)系，計(jì)算孟塞爾明度V，請(qǐng)見圖3，為亮度因數(shù)Y與孟塞爾明度V的轉(zhuǎn)換關(guān)系示意圖，其計(jì)算公式為:
[0037]V=2.217Υ°.352-1.324。
[0038]步驟7:通過最小二乘法擬合轉(zhuǎn)換得到的孟塞爾明度V與其對(duì)應(yīng)的原始灰度色塊的灰度值的線性關(guān)系；
[0039]請(qǐng)見圖6，為遲滯系數(shù)為1.5的綠噪聲半色調(diào)方法所做的線性擬合示意圖，圖中最后一個(gè)點(diǎn)為紙白，其橫坐標(biāo)為I，縱坐標(biāo)為其對(duì)應(yīng)的孟塞爾明度值，其他每個(gè)點(diǎn)的橫坐標(biāo)為該色塊的灰度值，縱坐標(biāo)為其對(duì)應(yīng)的孟塞爾明度值；
[0040]請(qǐng)見圖7，為遲滯系數(shù)為3.0的綠噪聲半色調(diào)方法所做的線性擬合示意圖，圖中最后一個(gè)點(diǎn)為紙白，其橫坐標(biāo)為I，縱坐標(biāo)為其對(duì)應(yīng)的孟塞爾明度值，其他每個(gè)點(diǎn)的橫坐標(biāo)為該色塊的灰度值，縱坐標(biāo)為其對(duì)應(yīng)的孟塞爾明度值。
[0041]步驟8:使用誤差項(xiàng)平方和、均方根誤差、決定系數(shù)和調(diào)整后的決定系數(shù)四個(gè)指標(biāo)對(duì)孟塞爾明度V與其對(duì)應(yīng)的原始灰度色塊的灰度值線性程度進(jìn)行評(píng)價(jià)。
`[0042]計(jì)算得到遲滯系數(shù)為1.5的綠噪聲半色調(diào)處理的輸出結(jié)果的誤差項(xiàng)平方和為
7.518，均方根誤差為0.6290，決定系數(shù)為0.9316，調(diào)整后的決定系數(shù)為0.9280 ;遲滯系數(shù)為3.0的綠噪聲半色調(diào)處理的輸出結(jié)果的誤差項(xiàng)平方和為0.5667，均方根誤差為0.1727，決定系數(shù)為0.9944，調(diào)整后的決定系數(shù)為0.9941。從評(píng)價(jià)結(jié)果來看，遲滯系數(shù)3.0的綠噪聲半色調(diào)處理輸出結(jié)果的階調(diào)再現(xiàn)明顯比遲滯系數(shù)為1.5的綠噪聲半色調(diào)方法更為線性，其對(duì)打印機(jī)非線性特性的魯棒性明顯優(yōu)于遲滯系數(shù)為1.5的綠噪聲半色調(diào)方法，符合綠噪聲半色調(diào)算法中遲滯系數(shù)的理論作用。
[0043]本實(shí)施例的也可以使用密度計(jì)對(duì)打印輸出結(jié)果進(jìn)行測量，若使用密度計(jì)對(duì)打印輸出結(jié)果進(jìn)行測量，則根據(jù)光學(xué)反射密度定義公式推導(dǎo)出的密度D與亮度因數(shù)Y的函數(shù)關(guān)系，計(jì)算出亮度因數(shù)Y:
[。044] 7 = τ^:'
[0045]其中，Y0為孟塞爾系統(tǒng)第10級(jí)明度的亮度因數(shù)，Υ0=102.75，P ^為孟塞爾系統(tǒng)第10級(jí)明度的反射率，P 0=1, D為某區(qū)域的光學(xué)反射密度，Y為該區(qū)域的亮度因數(shù)。
[0046]以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，因此，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種打印機(jī)圖像半色調(diào)輸出算法質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟1:設(shè)計(jì)不止一個(gè)灰度色塊，其中，針對(duì)所述的灰度色塊，用O表述黑，用I表述白，且其灰度值以0.05為增長步長從O開始逐一增長； 步驟2:使用半色調(diào)算法對(duì)各個(gè)灰度色塊的中性灰色塊進(jìn)行半色調(diào)處理； 步驟3:使用打印機(jī)對(duì)半色調(diào)處理結(jié)果打印輸出； 步驟4:對(duì)打印輸出結(jié)果進(jìn)行測量； 步驟5:將測量結(jié)果轉(zhuǎn)換為CIE1931XYZ色度系統(tǒng)中的亮度因數(shù)Y ； 步驟6:將亮度因數(shù)Y轉(zhuǎn)換為孟塞爾明度V，根據(jù)亮度因數(shù)Y與孟塞爾明度V的函數(shù)關(guān)系，計(jì)算得到孟塞爾明度V; 步驟7:通過最小二乘法擬合轉(zhuǎn) 換得到的孟塞爾明度V與其對(duì)應(yīng)的原始灰度色塊的灰度值的線性關(guān)系； 步驟8:使用誤差項(xiàng)平方和、均方根誤差、決定系數(shù)和調(diào)整后的決定系數(shù)四個(gè)指標(biāo)對(duì)孟塞爾明度V與其對(duì)應(yīng)的原始灰度色塊的灰度值線性程度進(jìn)行評(píng)價(jià)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的打印機(jī)圖像半色調(diào)輸出算法質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，其特征在于:步驟I所述的設(shè)計(jì)不止一個(gè)灰度色塊，其灰度色塊的數(shù)量為20個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的打印機(jī)圖像半色調(diào)輸出算法質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，其特征在于:步驟4所述的對(duì)打印輸出結(jié)果進(jìn)行測量，是使用色度計(jì)或密度計(jì)對(duì)打印輸出結(jié)果進(jìn)行測量。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的打印機(jī)圖像半色調(diào)輸出算法質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，其特征在于:步驟5所述的將測量結(jié)果轉(zhuǎn)換為CIE1931XYZ色度系統(tǒng)中的亮度因數(shù)Y， 若使用色度計(jì)對(duì)打印輸出結(jié)果進(jìn)行測量，則測量得到打印輸出結(jié)果的亮度因數(shù)Y; 若使用密度計(jì)對(duì)打印輸出結(jié)果進(jìn)行測量，則根據(jù)光學(xué)反射密度定義公式推導(dǎo)出的密度D與亮度因數(shù)Y的函數(shù)關(guān)系，計(jì)算出亮度因數(shù)Y:
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的打印機(jī)圖像半色調(diào)輸出算法質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，其特征在于:步驟6所述的根據(jù)亮度因數(shù)Y與孟塞爾明度V的函數(shù)關(guān)系，計(jì)算孟塞爾明度V，其計(jì)算公式為:
V=2.217Υ0 352-1.324。
【文檔編號(hào)】H04N1/405GK103595894SQ201310626343
【公開日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2013年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月28日
【發(fā)明者】易堯華, 蘇海, 袁媛, 劉菊華, 陳聰梅, 楊慧芳, 陳亮, 周羅嵐, 申春輝, 豐立昱 申請(qǐng)人:武漢大學(xué)