Шпаргалка по "Технология обработки текстовой информации"

21. Цветовой дисбаланс в печати с периодическими растровыми структурами

Муар малозаметен, если растровые  структуры определенным образом  развернуты относительно друг друга. Однако и при этом полное постоянство  геометрии микроучастков, запечатываемых элементами цветоделенных изображений, от оттиска к оттиску не обеспечивается. Так же как и в описанном выше параллельном совмещении растров, изменение фазы (сдвиг) налагаемых повернутых растровых решеток в результате незначительных отклонений в приводке вызывает некоторые различия в тоно- и цветопередаче. В этой связи различают две геометрии «микромуара», наиболее выраженные при смещении фазы на половину шага линиатуры. Для первой из них характерны полые (открытые) розетки, не содержащие печатных элементов внутри кольца, образуемого разноцветными растровыми точками. В закрытой розетке в центре несколько большего кольца имеется сгусток краски, образованный

наложением нескольких печатных элементов (см. рис. 12.11). Результаты теоретического спектрального анализа, приведенные  в Л.12.12, выявляют и количественно  подтверждают ряд присущих этим двум типам муара закономерностей. Их существо заключается в следующем:

— если наибольшая заметность микромуара, образуемого открытыми розетками, смещена в область теней, то на оттиске с закрытыми розетками он легче обнаруживается в более светлых тонах;

— при равенстве относительных  площадей точек трех совмещаемых  структур открытые розетки дают меньшую  общую запечатываемую площадь и  соответственно отличаются большей  светлотой (значением координаты L* в системе Lab МКО);

— цвет нейтральных, серых  полей, воспроизводимых полыми розетками, смещен в зеленую область (значения координаты а* относительно малы), а для закрытых розеток к пурпурному тону (значения координаты b* относительно велики);

— в трехкрасочном наложении  наибольшее, порядка семи единиц, цветовое различие имеет место при относительной  площади точек около 75%. В качестве базы сравнения для второго и  третьего из этих выводов предполагается случайный порядок заполнения площади  оттиска разноокрашенными печатными  элементами, присущий нерегулярным растровым  структурам, а также лежащий в  основе вероятностной оценки относительной  площади, запечатываемой базовыми цветами  автотипного синтеза, в расчете  результирующего цвета в соответствии с уравнениями 8.1 и 8.2, учитывающими вероятностные коэффициенты Демишеля. Поэтому параметры цветоделения и цветокоррекции, устанавливаемые в допечатном процессе, можно считать однозначно реализуемыми лишь при печати с нерегулярным растром. Повысить стабильность тоно- и цветопередачи в регулярной растровой системе можно путем направленного нарушения геометрии розеток на тех участках тонового диапазона, где она наиболее выражена. С этой целью в Л. 12.12 предусматривается, например, смещать растровые точки от их центров по случайному закону, причем, как было предложено еще Л. 12.13, поставить величину случайного смещения в зависимость от тона воспроизводимого участка. Такая задача решается, например, путем обращения к асимметричной пороговой функции, характеризующейся смещенной от центра основания вершиной «растровой горки».

22. Растрирование методом диффузии ошибок двухуровневою квантования многоуровневых отсчетов.

Растровый процесс как  задача обработки цифрового видеосигнала — это преобразование массива  многоуровневых отсчетов оптического  параметра в массив бинарный. Отвлекаясь от рассматривавшихся выше технологических аспектов, связанных с геометрией получаемой битовой карты, формой и ориентацией кластеров, образуемых ее единицами и нулями, и т. п., этот процесс можно считать стохастическим, поскольку получаемое бинарное изображение должно соответствовать исходному с вероятностью, определяемой самим значением его многоуровневого отсчета. Если площадь, запечатываемая на некотором участке оттиска, охватывающем 16 × 16 элементов синтеза, в исходном массиве задана 57_м уровнем квантования восьмиразрядного сигнала, то битовая карта этого участка должна содержать 57 единиц и 256 – 57 = 199 нулей. Такие же количества элементов синтеза растровый генератор формирует в пределах участка соответственно темными и светлыми.

Двухуровневое квантование  многоуровневых значений по заданному  порогу сопровождается ошибкой в  виде разности квантуемого и порогового значений. Перераспределение (диффузия) этой ошибки между исходными значениями окрестных отсчетов дало название и  легло в основу одного из направлений  получения псевдополутоновых изображений, априори характеризующихся нерегулярной структурой. В нем не используются описанные выше наперед заданные растровые функции или алфавиты. Изначально предназначенное для  репродуцирования в режиме fine scan/fine print растрирование методом диффузии ошибки предполагает такую пространственную частоту кодирования оригинала, которая обеспечивает независимое многоуровневое значение его тона для каждого элемента будущей битовой карты. Благодаря поэлементному отслеживанию изменений тона оригинала частотно-контрастные характеристики изображений не ограничиваются частотой растровой функции или размером матрицы и при том же объеме используемых данных могут, как уже указывалось, быть в принципе выше, чем в матричных методах. В более приемлемом для практики режиме coarse scan / fine print (см. раздел 6.6) данный метод реализуется в совокупности с интерполяцией-репликацией значений грубых отсчетов на все элементы синтеза. Однако и в этом случае относительно сложная процедура вычислений существенно замедляет работу растрового процесора. По этой причине метод диффузии ошибки чаще применяется лишь для расчета и загрузки наперед заданных алфавитов в ряде из упомянутых выше способов нерегулярного растрирования.

Простейший алгоритм преобразования восьмиразрядного значения aij в бинарное bij по наперед заданному порогу h предполагает присвоение ошибки dij следующему в обходе числового массива многоуровневому отсчету aij + 1:

В такой интерпретации  метода значение порога h предполагается постоянным для всего преобразуемого массива и равным, например, 127. Как  и в других способах растрирования, здесь необходимо удовлетворить  целому ряду противоречивых условий  и, в частности, требованиям точной тонопередачи протяженных участков при максимальной однородности их структуры и высокой (адекватной частоте отсчетов исходного видеомассива) четкости получаемого бинарного изображения.

Для устранения сгустков элементов  или предотвращения образуемых этими  элементами нежелательных направленных структур в более развитых методах  применяют следующие меры:

— ошибку распространяют по числовому массиву более равномерно, обходя его, например, «серпантином» (из начала в конец одной строки и  из конца следующей в ее начало);

— распределяют ошибку не только на следующий в направлении обхода элемент, а на множество окрестных, используя весовые коэффициенты, учитывающие близость окрестного элемента к данному;

— исключают периодичность  в распространении ошибки, псевдослучайным  образом модифицируя процесс, используя, например, «голубой» шум или пропуская  матрицу весовых коэффициентов  через стохастический фильтр;

— «пирамидально» распределяют ошибку в несколько этапов с промежуточной  стадией формирования ее массива  для всего изображения.

В ряде случаев, в светлых  и темных тонах добиваются почти  регулярного расположения элементов, которое дает менее выраженную печатную структуру на однокрасочном изображении, но в то же время еще подавляет  низкочастотный муар на многокрасочном оттиске. Достигаемая подобными  мерами более равномерная диффузия влечет за собой размытие контуров, потерю контраста мелких деталей  и другие искажения. Поэтому для  повышения четкости и резкости применяют  алгоритмы, т. н., «принудительного усреднения»  с динамической регулировкой порога, учитывающей значения окрестных  отсчетов, локальный уровень и  градиент оптического параметра, локальный  контраст и т. п.

23. Влияние относительного размещения печатных элементов красок триады на цветовой охват печати

Случайная структура может  быть получена также с использованием растрового алфавита, отдельные знаки  которого представлены битовыми картами или матрицами, с бессистемным расположением элементов или их весовых значений. Используемый по аналогии с техникой модуляции электрических

сигналов термин частотное  растрирование не совсем точно характеризует протекающий в таких системах процесс. Если в знаках светлых тонов элементы располагаются преимущественно изолированно и усиление тона действительно обеспечивается на оттиске увеличением их количества, то по ее заполнении на 20–30% добавление каждого нового элемента неизбежно сопровождается его касанием с ранее установленными. Отображение дальнейшего усиления тона происходит на оттиске большей частью за счет увеличения площади печатных элементов при постоянном или даже уменьшающемся их количестве. По заполнении более чем наполовину тонопередача происходит поначалу за счет уменьшения площадей бессистемно расположенных пробелов, а лишь затем, в глубоких тенях, путем уменьшения их количества.

Отдельные элементы матрицы, участвовавшие, например, в ее заполнении для более светлых градаций, могут  отсутствовать для несколько  более темного тона. Поэтому растровую систему такого типа представляют, как правило, не случайным распределением весовых значений, а растровым алфавитом — набором битовых карт в совокупности с пороговой функцией, связывающей номер знака алфавита со значением тона [12.24]. С учетом дополнительных площадей, образующихся при касании соседних элементов, число знаков, обеспечивающих в таком алфавите шкалу равноконтрастных ступеней тона, может существенно превышать размерность самих матриц (битовых карт). Так, если в матрице 4 × 4 «горка» весовых значений дает 16 + 1 далеко неравноконтрастные (теоретические) градации, то дополнительное манипулирование размещением элементов в той же матрице позволяет получить более 25 равноконтрастных значений. Влияние размещения одинакового количества элементов в матрице 3 × 3 на тон растрового поля иллюстрирует рис. 12.13. Представление растров такими алфавитами особенно эффективно при низких разрешениях вывода и в силу этого

малых размерах матриц.

Как и в традиционном растрировании, создание подобного алфавита происходит с учетом следующих основных ограничений:

— минимальный печатный элемент и пробел должны быть по своим размерам адекватны уровню собственных шумов печатного  процесса (в большинстве случаев их образуют из нескольких субэлементов, тогда как высокая дискретность матрицы позволяет плавно управлять запечатываемой и пробельной площадью);

— размеры матрицы не могут быть чрезмерно велики с  тем, чтобы обеспечить передачу мелких деталей и текстур малого контраста;

— исключаются сгустки  и разряжения печатных элементов, а  также образование направленных структур при стыковке матриц на фоновых участках;

— для каждой из красок используется свой алфавит, поскольку наложение  полностью идентичных нерегулярных структур чревато цветовым дисбалансом  из-за незначительной нестабильности приводки.

Удовлетворить совокупности подобных требований, используя матрицы  малых размеров, достаточно сложно, тогда как их увеличение снижает реакцию системы на резкие изменения тона оригинала, ухудшает четкость и резкость изображения. Поэтому в ряде способов для получения дополнительных градаций и подавления направленных структур используют для каждого уровня тона несколько относительно небольших матриц, располагая их на фоновых участках в случайном порядке. Это созвучно принципу диффузии ошибки квантования, применение которого в растровом процессе комментируется ниже.

24. Краски идеальной триады в цветовом пространстве Lab. Дополнительные хроматические цвета, обеспечиваемые черной краской.

Общие идеи триадного полиграфического синтеза цвета удобно иллюстрировать, приняв допущения, практически приемлемые лишь для т. н. идеальных красок, которые характеризуются П-образными спектральными кривыми и равномерно поглощают световую энергию в одной из основных зон спектра и отражают ее в двух других. Цветовые значения, получаемые такими красками, подчиняются выражению 8.1 независимо от того, в какой последовательности наложены голубая, пурпурная и желтая краски и в какой степени разноцветные элементы перекрывают друг друга.

В отношении красного, синего и зеленого цветов трех основных зон  спектра голубой, пурпурный и желтый являются цветами дополнительными, поскольку сложение каждого из них с одним из указанных спектрозональных дает черный. Преимущество использования этих дополнительных цветов состоит в том, что их попарные смеси дают «чистые» цвета основных спектральных зон. Эти же графики представляют по существу спектральные поглощения идеальных красной, синей и зеленой красок.

Однако такие краски неудобно использовать в качестве основных в  многокрасочной печати, поскольку уже  их попарные наложения, перекрывая весь спектр, дают черный. Относительные  поглощения реальных красок неравномерно распределены по основным зонам и  внутри них. Если в одной из зон  они являются полезными, то в двух остальных, где по самому смыслу субтрактивного синтеза их не должно быть, вредными. Для количественной оценки реальную краску удобно рассматривать как смесь трех идеальных. Например, реальная желтая действует как смесь идеальных: желтой, взятой в наибольшем количестве, пурпурной в значительно меньшем и голубой еще в меньшем. Такой подход позволяет сравнивать спектральную чистоту красок, располагая их в ряд, где первое место занимают идеальные краски. С этой целью образцы измеряют денситометром за тремя широкополосными зональными фильтрами, получая как бы ступенчатую кривую поглощения с тремя значениями DК, DЗ, DC. По этим значениям определяют две характеристики: цветовой сдвиг — отклонение цветового тона в отношении идеальной краски и ахроматичность («серость») —степень загрязненности нейтральным, серым цветом:

Эти параметры обобщает еще  одна количественная характеристика краски — эффективность цвета:

Наряду с индикацией самой  оптической плотности значения этих и целого ряда других параметров непосредственно  отражаются дисплеем современного цифрового  денситометра. Цветовой охват печатных красок, как правило, уступает цветовой гамме изобразительных оригиналов и, в частности, фотографических, поскольку  спектральные характеристики цветных  фотоэмульсий в указанном смысле