13.8. Полутоновые изображения.

Аппроксимация полутонами – это метод, в котором используется минимальное число уровней интенсивности, обычно белый и черный, для улучшения визуального изображения, т.е. получения нескольких полутонов серого или уровней интенсивности.

Этот метод известен давно. Первоначально он использовался при изготовлении шелковых картин и других текстильных изделий. В 1880 г. Хагеном была изобретена современная полутоновая печать. В этом методе можно получать большое количество фотографических полутонов серого, используя чисто двухуровневую среду: черную краску на белой бумаге. Полутоновая печать – клеточный процесс. Для газетных фотографий из-за низкого качества бумаги применяются клетки 50-90 т/дюйм. Бумага более высокого качества для книг и журналов позволяет использовать клетки 100-300 т/дюйм. Успех метода полутонов зависит от свойства человеческого глаза быть интегратором, т.е. объединять или сглаживать дискретную информацию.

Визуальное изображение машинно-сгенерированных изображений можно улучшить методом конфигурирования. В противоположность полутоновой печати, в которой используются переменные размеры клеток, в данном методе размеры клеток фиксированы. Несколько объединяются в конфигурации. Происходит ухудшение пространственного разрешения за счет улучшения визуального.

Рис. 13.34

Например, для каждой клетки используется 4 . Т.о. получается 5 уровней серого. В общем случае:

- число уровней ,

- число в клетке.

Рис. 13.35

При выборе конфигураций надо проявлять осторожность, т.к. могут возникнуть нежелательные мелкомасштабные структуры. Например, не надо применять следующие конфигурации:

иначе это приведет к появлению нежелательных горизонтальных и вертикальных линий. Число уровней может увеличиваться с помощью увеличения размера клетки. Клетки конфигурации не обязательно д.б. квадратными. Т.к. использование конфигурации ведет к потере пространственного разрешения, то это приемлемо в случае, когда разрешение изображения меньше разрешения дисплея. Разработаны методы улучшения визуального изображения при сохранении пространственного разрешения.

Рис. 13.36

Простейший – применение порогового значения для каждого . Если интенсивность больше некоторой пороговой величины, то горит, иначе – не горит.

Пороговая величина (Т) обычно:

Т = .

если то пиксел горит,

иначе не горит.

При простом пороговом методе наблюдается низкое качество. Будут теряться мелкие детали, а изображение шара, освещенного светом, будет иметь внутри белый круг. Улучшить изображение помогает метод порога с переносом, где ошибка не отбрасывается, а распределяется на следующий .

Если , то пиксел не горит

ошибка =

иначе горит

ошибка =

Пример.

Пусть

Рис. 13.36

Ряд :

Таблица 13.2

	11	13	15	17	19	21	23	23	21	18
Ошибки		(11)	(-5)	(10)	(-2)	(-12)	(9)	(3)	(-3)	(-11)
Простое ограничение	.	.	L	L	L	L	L	L	L	L
Метод порога с переносом	.	L	.	L	L	.	L	L	L	.
	14	10	6	5	5	6	8	10	10	10
	(7)	(-8)	(2)	(8)	(13)	(-11)	(-5)	(3)	(13)	(-6)
	.	.	.	.	.	.	.	.	.	.
	L	.	.	.	L	.	.	.	L	.