基于清晰度強(qiáng)調(diào)的彩色印刷圖像處理

文/王林榮

1 基于清晰度強(qiáng)調(diào)的彩色印刷圖像處理問題的提出

從一定程度上看，印刷是把油墨或者是呈色顏料使用模擬或者數(shù)字圖像作為載體，轉(zhuǎn)移到承印物上的復(fù)制過程上來，實(shí)現(xiàn)圖像或者是文字信息的采集、加工、復(fù)制、傳遞等一系列的復(fù)雜性工作?；谇逦葟?qiáng)調(diào)的彩色印刷圖像處理研究中，圖像增強(qiáng)技術(shù)的應(yīng)用在理論的意義上可以分為圖像空域增強(qiáng)，還有頻域增強(qiáng)兩個方面。在經(jīng)歷過一些列的發(fā)展之后，在原有的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了進(jìn)一步的深化，又提出了融合增強(qiáng)的相關(guān)性理論。一般的情況下，經(jīng)常使用的空域增強(qiáng)的運(yùn)算可以分為以下幾種類型：第一種類型是圖像灰度級增強(qiáng)變換算法的運(yùn)算方式。另外一種是圖像直方圖均衡化增強(qiáng)算法的運(yùn)算方式。

從在圖像處理技術(shù)應(yīng)用中可以發(fā)現(xiàn)，基于圖像獲取、處理、輸出的過程當(dāng)中，不可避免的可以發(fā)現(xiàn)一些制約性的因素。例如：圖像獲取的成像方式制約性的因素，成像部件的性能制約性的因素等，這些制約性的因素之間，可能會出現(xiàn)的缺陷方面的問題，數(shù)字圖像理的方法運(yùn)用方面的問題，圖像輸出方式方面的問題，輸出設(shè)備性能方面的問題等。這些問題一旦出現(xiàn)，就可以造成圖像信息的丟失或者出不利的變化。從技術(shù)性的角度看，圖像銳化技術(shù)方式主要的控制方法可以分為以下兩種類型，一種類型是有參數(shù)控的方式，另外一種類型是無參數(shù)控制的方式。換句話說，在素特征的有參數(shù)控制法應(yīng)用實(shí)踐當(dāng)中，主要包含了以下幾種理論性的應(yīng)用：

（1）核回歸函數(shù)算法理論性的應(yīng)用。

（2）去抖算法理論性的應(yīng)用。此種應(yīng)用方式主要是相機(jī)的拍攝。

（3）點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)理論性的應(yīng)用，也就是圖像邊緣銳化。

（4）全變分理論性的應(yīng)用。

（5）基于圖像稀疏性描述的圖像先驗(yàn)算法理論性的應(yīng)用。

（6）參數(shù)控制法理論性的應(yīng)用。

無參數(shù)控制的方式，主要面對的是像素特征完成模糊像素，需要進(jìn)行修復(fù)的銳化算法的實(shí)施。在一般的情況上看，可以分為一階微分銳化算法，二階微分銳化算法，一二階混合銳化算法，統(tǒng)計銳化算法,其中使用二階微分銳化算法實(shí)現(xiàn)改進(jìn)算法的方式較多。

2 印前圖像銳化算法設(shè)計

2.1 CMYK圖像的數(shù)學(xué)描述

彩色印刷圖像處理設(shè)計工作可以分為兩個部分，一個部分是 CMYK模式圖像實(shí)現(xiàn)的數(shù)學(xué)性描述。另外一個部分是設(shè)計原理下的探究與設(shè)計流程的構(gòu)建。從CMYK 圖像的數(shù)學(xué)描述上看，主要使用的是油墨印刷網(wǎng)點(diǎn)面積率值的面度形式。這四個通道當(dāng)中，可以分為 0到100的亮度與暗度之間。這個時候，就可以根據(jù)層次從的變化，進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)。那么CMYK 圖像基于一個像素點(diǎn)數(shù)學(xué)表達(dá)上，需要取整數(shù)。在描述像素矩陣過程當(dāng)中，完成靜止圖像的 M×N CMYK 圖像的數(shù)學(xué)解析式構(gòu)建。

2.2 設(shè)計原理

從圖像銳化原理上看，主要涉及的是設(shè)置銳化閥值、數(shù)量、半徑上的構(gòu)建。然后，針對圖像的高頻部分進(jìn)行細(xì)致的分析。之后，就可以得出銳化的計算方式：f CMYK-輸出 (x，y)=f CMYK-輸入 (x，y)+λf CMYK-高頻 (x，y)，對低、中頻濾波進(jìn)行有效的處理，在處理完成之后，就可以得到對應(yīng)的清晰高頻圖。增強(qiáng)縮放因子，增強(qiáng)圖像邊緣像素。提取圖像高頻位置的信息，在高通濾波器的使用中，完成圖像的傅立葉變換，另外也完成立高通濾波轉(zhuǎn)移函數(shù)的有效實(shí)施。這里使用的路程是，第一步，輸入圖像；第二步，進(jìn)行傅里葉變換；第三步，創(chuàng)建高通濾波器；第四步，定義銳化半徑；第五步，設(shè)置銳化閾值；第六步，創(chuàng)建圖像 CMYK 四色獨(dú)立通道；第七步，在濾波器分離四色通道；第八步，加載銳化增強(qiáng)因子；第九步，與原始圖像點(diǎn)乘疊加；第十步，進(jìn)行傅里葉逆變換；第十一步，調(diào)用銳化變換模板；第十二步，圖像通道合并；第十三步，顯示、存儲結(jié)果圖像。

2.3 圖像銳化質(zhì)量評價設(shè)計

這里主要是在三個參數(shù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行全面、準(zhǔn)確的圖像銳化質(zhì)量相關(guān)的評價。

（1）均方誤差與峰值信噪比的構(gòu)建。這個時候，就可以誤差，進(jìn)一步對圖像上的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析，根據(jù)對應(yīng)的變化進(jìn)行探究，最終完成想要的描述。

（2）峰值信噪比的構(gòu)建。此種方式，最為常見的使用方法就是圖像銳化質(zhì)量評價參數(shù)的方式。 L 1 取值是 255的時候，原始圖像的像素是最亮的。

圖1：原圖

（3）圖像結(jié)構(gòu)相似度的構(gòu)建。這個需要在理論的基礎(chǔ)上，對相識度的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效的分析。在對比的時候，探究圖像階段性的結(jié)構(gòu)分布情況。最終得出，LCS CMYK (x,y)=(L CMYK (x,y))a×(C CMYK (x,y))b×(S CMYK (x,y))c=L CMYK (x,y)×C CMYK (x,y)×S CMYK (x,y)。

3 實(shí)驗(yàn)及分析

3.1 實(shí)驗(yàn)方案

在這里選擇一個原稿圖像，使用 MATLAB 設(shè)計方式，在拉普拉斯微分算法程序構(gòu)建中進(jìn)行探究。在Photoshop 圖像 USM 銳化算法還有與 MATLAB 銳化算法當(dāng)中進(jìn)行構(gòu)建，接著，就可以對邊緣輪廓圖進(jìn)行有效的提取。然后，使用 MATLAB 設(shè)計的方式對印前圖像銳化算法進(jìn)行有效的構(gòu)建。在評價系統(tǒng)當(dāng)中完成圖像銳化的方式進(jìn)行有效的實(shí)施。最后對原圖像進(jìn)行緣輪廓圖與質(zhì)量價參數(shù)兩者之間進(jìn)行一個有效的比較。如圖1和圖2所示。

3.2 數(shù)據(jù)與分析

從邊緣輪廓分析上看，灰度圖像 Lab 值為 0。 L=0 可以獲取最深很色的像素點(diǎn)。邊緣輪廓圖， L=0 的時候，線條最為清晰。這個時候的圖像，L的范圍是 0≤L≤100 。 L=100的時候，這個時候的圖像所對應(yīng)的像素點(diǎn)是不存在的，換句話說，這個時候的顏色就是白色。在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，在 L 值不完全為 0的情況下，Photoshop 的USM 銳化的方式是最為有效的，但清晰度不是最好。從質(zhì)量評價參數(shù)的角度看。 E 值越小銳化效果就更好，P 值越大銳化效果就更好。因此，在這里可以發(fā)現(xiàn)，最佳的方式是銳化算法。效果最不好的方式是拉普拉斯銳化算法。但是拉普拉斯銳化的方式，可以針對于一些比較復(fù)雜區(qū)域輪廓的提箱進(jìn)行有效的處理。另外僅次于銳化算法的方式是 Photoshop 的 USM 銳化算法。因此，基于清晰度強(qiáng)調(diào)的彩色印刷圖像處理上，需要將理論知識與實(shí)踐知識相互結(jié)合起來，結(jié)合實(shí)際的需求，去選擇合理的解決方式。這樣才能對彩色印刷的清晰度進(jìn)行有效處理，為印刷行業(yè)的發(fā)展提供一個有力的基礎(chǔ)條件。

圖2：銳化算法邊緣輪廓圖

4 總結(jié)

彩色印刷中，人們更加希望印刷品是色彩艷麗豐富的。然而，由于印刷技術(shù)工藝的復(fù)雜性，再加上受到生產(chǎn)時間與生產(chǎn)成本等眾多因素的影響。想要印刷出精美的產(chǎn)品，就需要對印刷工藝進(jìn)行進(jìn)一步提升，對生產(chǎn)的技術(shù)水平進(jìn)行進(jìn)一步提升，這樣才能在長期的潛移默化中，實(shí)現(xiàn)印刷產(chǎn)品質(zhì)量的有效提高。這里是使用二階微分圖像邊緣檢測銳化的方式，對彩色數(shù)字圖像進(jìn)行處理。在使用銳化算法之后，調(diào)整銳化參量，按照實(shí)際需求，提升彩色圖像的清晰度。