Технология обработки изобразительной информации

Технология обработки изобразительной информации

Технология обработки изобразительной информации

Андреев

Лекция 1

Технология обработки изобразительно информации базируется на 3 этапах:

1. изобразительная информация

2. система обработки

3. технология обработки или последовательность операций.

Когда говорим об изображении мы имеем совокупность свойств на входе

системы и совокупность свойств которую должны получить на выходе системы.

На входе системы изображение называется оригиналом.

Новые виды оригиналов, используемые при обработке

Оригиналы представленные в электронной цифровой форме. Изображение на

входе должно быть цветоделенным и растрированным. Оно может быть негативным

или позитивным.

Соотношение свойств изображения на входе системы и свойств

изображения, которые должны получить на выходе системы диктует ряд

преобразований – это технологические преобразования. Так например,

технологическими преобразованиями являются: преобразования полярности.

Градации, динамического диапазона и так далее. Эти технологические

преобразования дополняются естественными преобразованиями, которые

возникают в самой системе обработки. Эти естественные преобразования должны

быть учтены или скомпенсированы в процессе технологических преобразований.

Часть системных преобразований может служить в качестве

технологических, например, преобразование изображения из позитивного в

негативное при фотографировании, так же могут быть использованы изменения

полярности и зеркальности.

Часть естественных преобразований, такие как потеря резкости,

появление шумов являются нежелательными. Они должны быть скомпенсированы и

по возможности минимизированы в ходе технологических преобразований.

Последовательность операций для осуществления технологических

преобразований и является технологией. Преобразования возможны при наличии

системы. Система тоже вносит свои преобразования, которые должны быть

учтены.

Во многих случаях технология будет определяться оригиналом. Так

обработка штрихового изображения и растрового изображения цветного или

черно-белого осуществляется с использованием разных технологий.

Воспроизведение двуградационного (штрихового) изображения

В данном случае будем рассматривать воспроизведение изображения в

системе форматной обработки изображения (СФОИ) и в системе поэлементной

обработки изображения (СПОИ).

Штриховое изображение. Получаемое в процессе обработки должно обладать

набором свойств, которые определяют его качество. Свойства входящие в

набор:

1. если изображение на входе было двуградационным, то на входе мы

тоже должны получить двуградационное изображение.

2. Эти два уровня оптической плотности должны иметь вполне

определенные значения, которые обеспечивают возможность выполнения

последующих процессов.

Чтобы получить печатную форму изображение копируется на формную

пластину с помощью экспонирования. При этом должно быть четкое разделение

между пробельными и печатными элементами на получаемой печатной форме. К

печатным и пробельным элементам предъявляются определенные требования, на

пример в офсете необходимо, чтобы пробелы не тенили, а печатные элементы

были тиражестойкие. Следовательно, печатные элементы должны быть защищены

фотоформой, а на месте пробельных элементов копировальный слой должен быть

полностью разрушен. Этого можно достичь если соблюсти определенную (D. Для

офсетной плоской печати на основе ортонафтохинондиазидов (ОНХД) (D=1,8(2,0.

Этот интервал складывается из того, что нам нужно некоторое (D, чтобы

разделить печатные и пробельные элементы.

На границе между печатными и пробельными элементами будет происходить

переход от оставшегося копировального слоя к удаленному.

Dграничное

Рекомендуется Dгр равное 0,7(0,9 для ОНХД. Это значит что нам по

крайней мере необходимо иметь между штрихом и пробелом = 0,9.

В процессе копирования может возникнуть неравномерность освещенности

Е. Если это не учесть может оказаться что освещенности на краях

копировальной рамы не хватит для разрушения копировального слоя на

пробельных элементах. Поэтому лучше пересветить, чем недосветить, но при

этом надо дать дополнительную защиту на печатных элементах. Для этого

повышаем требуемую оптическую плотность на фотоформе на местах

соответствующих печатным элементам на 0,3. Так как у нас может быть

неточность в дозировании освещенности добавляем еще 0,2, и для запаса 0,4.

Получаем:

0,9+0,3+0,2+0,4=1,8

Чем больше предъявляем требования к (D, тем сложнее будет

воспроизвести другие свойства в системе полноформатной обработке

изображений. В системе поэлементной обработки изображений это возможно.

Если необходимо получить печатную форму на фотополимере ( в высокой

печати и флексографской печати) необходимо предъявлять другие требования.

3. геометрическая точность воспроизведения штрихов. Ширина штрихов на

фотоформе должна быть равна ширине штрихов на оригинале. При разных

экспозициях штрихи получаются разного размера, следовательно

необходимо принимать некоторые технологические решения.

В дополнение к требованию необходимо добавить, что прозрачные участки

должны быть наиболее прозрачными, по инструкции оптическая плотность

прозрачных участков Dпр L.

2. Узкие штрихи, просветы [pic]

3. Очень узкие штрихи, просветы [pic]

4. Супер узкие штрихи, просветы [pic]

Лекция 2

D = f(lgH): H = Et, lgH = lgE + lgt

Должны перейти от линейных величин к логарифмам

log1 = 0; log0 = -(; logEгр = -0,3 (Eгр = 0,5)

Первый случай: фотографируем на пленку с бесконечно большим

контрастом. Характеристическая кривая для этого случая будет выглядеть:

[pic] Зависимость выражается графически:

Экспозиционная кривая в 3 квадранте, при условии соблюдения масштаба

всегда будет под углом 450. Ее расположение от нулевой точки может быть

произвольное в зависимости от времени экспонирования, которое мы выбираем

для проведения процесса.

lgHпор – это пороговая экспозиция при которой происходит резкий

переход от прозрачного участка к непрозрачному.

Для выполнения всех требований воспроизведения штриховых изображений

для широких и узких штрихов и просветов необходимо провести экспозиционную

кривую через точку с координатой lgE= - 0,3 и lgHпор фотографического

материала.

Однако, при этих условиях очень узкий штрих и просвет будут иметь

искажения размеров на (l(2. Узкий штрих будет сужаться, а узкий просвет

уширяться. При правильном выборе экспозиции для широких и узких штрихов и

просветов, очень узкие штрихи и просветы будут воспроизведены с

искажениями. При этих условиях суперузкий штрих будет весь черных на

фотоформе, а суперузкий просвет будет абсолютно прозрачным на позитиве.

При необходимости возможно воспроизвести геометрически точно штрихи и

просветы относящиеся к классу очень узких или суперузких при использовании

материала с бесконечно большим коэффициентом контрастности. Для этого

необходимо изменить экспозиционные условия (например, время

экспонирования). При этом экспозиционная прямая должна быть расположена

таким образом, чтобы она проходила через точку с координатами: lgHпор и

lgEгр для данного штриха.

Однако, при таком выборе условий экспонирования все остальные штрихи и

просветы, в том числе широкие и узкие будут воспроизводиться геометрически

не точно, а с определенными искажениями геометрических размеров.

Чаще на широких штрихах и просветах геометрические погрешности мало

заметны, поэтому первостепенной задачей является точное воспроизведение

узких и суперузких штрихов и просветов. При этом если фотографический

материал имеет бесконечно большой коэффициент контрастности то возможно

воспроизвести суперузкие штрихи и просветы геометрически точно.

Лекция 3

Условия результата получения штриховой продукции при коэффициенте

контрастности фотографического материала меньше бесконечности ([pic]).

Если [pic] возникают новые условия воспроизведения.

В качестве критерия, через который должна проходить экспозиционная

кривая выбирается оптическая плотность D, при которой формируется граница

раздела между печатающим и пробельным элементом на печатной форме,

полученной в процессе с использованием данной штриховой фотоформы. Назовем

такую оптическую плотность граничной (Dгр).

Dгр должно быть постоянно. На границе все равно возникает

неопределенность. Есть некоторая возможность изменения соотношения между

пробельными и печатными элементами. При [pic] может меняться размер штриха

в зависимости от экспозиции, но граница будет резкая. Необходимо требовать,

чтобы Dгр всегда было одинаковое. Для его оценки служат копировальные

шкалы.

Если фотопроцесс на основе фотополимера, то необходим очень высокий

уровень экспозиции и Dгр увеличивается в 2 раза и выше. Таким образом Dгр

выбирается в соответствии с условиями копировального процесса.

Dгр определяет геометрическую точность воспроизведения. Одно из наших

требований – бинаризация, здесь полностью не выполняется.

Для выполнения этого требования необходимо оценить Dmax получаемое при

выбранных условиях съемки. Для этого необходимо найти пересечение

продолжения характеристической кривой фотоматериала с осью восстановленной

из точки начала экспозиционной прямой. По этой оси отсчитывается Dmax,

получаемое на фотоматериале. Экспозиционная кривая показывает максимальную

освещенность, которая есть на оригинале. Если Dmax полученная ( Dmax

требуемой , то процесс прошел удовлетворительно. Если Dmax полученная (

Dmax требуемой, то не выполняется одно из требований штрихового изображения

и необходимо произвести изменения условий проведения процесса.

Dгр менять не можем, так как оно определяется требованиями

последующего копировально-формного процесса. Следовательно, мы должны

сделать вывод, что наш фотографический материал не удовлетворяет

требованиям процесса. Мы можем и должны заменить фотографический материал,

на материал с большим коэффициентом контраста.

Определение необходимого коэффициента контрастности для проведения

процесса:

[pic]

При использовании фотоматериала с (1, то gи на первом этапе

существенно возрастает

gи(> go

Если проводим второй этап, то gи еще более усиливается и позволяет

расширить интервал воспроизведения штрихов и просветов.

Воспроизведение штриховых изображений в системе поэлементной обработки

информации (СПОИ)

В СПОИ возможно 2 метода формирования штрихового изображения:

1 – метод векторной графики, который правильнее называть контурной

графикой. В этом методе штриховое изображение не получают из вне в качестве

оригинала, а интегрируют непосредственно в системе компьютерной обработки

(это могут быть логотипы и так далее) используя программы векторной графики

на пример FreeHand. В этих системах формируется контур графических

элементов с помощью кривых Безье. Из контуров формируются штриховые

изображения. Во многих случаях эти штриховые изображения черпаются из

библиотек ранее сгенерированных изображений. Этот метод не имеет

преобразований на входе, а имеет преобразования только на выходе.

2 метод. Получаем штриховое изображение из вне вводим его в систему

посредством сканирования. В результате сканирования создается побитовое

изображение штрихов (просветов). Как говорят – битовая карта. Этот метод

называется растровым методом, но лучше его называть пиксельным методом.

Далее изображение обрабатывается. Потом изображение выводится методом

сканирования на носитель.

Лекция 4

В процессе сканирования создается бинарное изображение и битовая

карта, состоящая из пиксел. Полученная информация должна содержать только 2

уровня характеризующих изображение.

На воспроизведение штрихового изображения влияют 2 группы факторов:

1 группа – факторы определяющие зону размытия пограничной кривой. Они

определяют зону размытия пограничной кривой, формируемой в системе

сканирования, и по сути своей аналогичны тем явлениям, которые возникают в

системе одновременной форматной обработки в следствие конечности функции

передачи модуляции (ФПМ) в системе.

Два основных фактора определяют пограничную кривую:

1) фокусировка сканирующей системы. Определяет резкость изображения

на входе аналогично фокусировке в системе фотоаппарата

2) фактор апертурной фильтрации. В системе сканирования считывающий

пучок и диафрагма, апертура фотоприемника определяет то пятно,

которым сканируется изображение и которое, по сути своей является

функцией размытия в процессе сканирования

Апертурная фильтрация для круглой апертуры может быть расчитана по

функции bisinc, для квадратной – по функции sinc.

Размер апертуры обычно устанавливается автоматически и связан с

частотой сканирования. Чем выше частота, тем меньше апертура, тем больше

ФПМ.

В некоторых случаях необходимо устанавливать неравномерное

распределение энергии по апертуре сканирования.

Вторая группа факторов воздействия на точность воспроизведения

штриховой детали связана с дискретным представлением штриховой информации.

Эта дискретность возникает как на стадии сканирования вследствие строчной

развертки, так и на стадии синтеза изображения, так же вследствие строчной

развертки. Особенно она заметна на наклонных штрихах.

В целом границу такого дискретизированного изображения, вследствие

возникшей ступенчатой структуры, можно также представить в виде пограничной

кривой полученного изображения.

Это черное изображение, состоящее из ступенек. Средняя линия проходит

через середину, в одну сторону выступают черные кончики, в другую– белые.

Фактор дискретного представления информации сказывается не только в

процессе сканирования, но и на выводе, следовательно, это явление

сказывается не только на сканировании штриховой информации, но и на

изображении, полученном методом цифровой генерации.

Когда говорят о первой группе факторов (о размытии изображения), то

пограничная кривая, которая возникает вследствие размытия световых пучков

характеризует размытие границы изображения. Пограничная кривая, формирующая

границу штрихового изображения и геометрическое место этой границы, будет

определяться пороговой обработкой полученного изображения, которое в

электронной системе является аналогом lgHПОР фотографического материала

бесконечного контраста. Изменяя эту пороговую характеристику, можно менять

геометрическую границу штриха и просвета. Она должна быть выбрана правильно

для обеспечения геометрически точного штрихового изображения.

Особенности воспроизведения штрихового изображения многоцветной репродукции

Есть две проблемы:

- проблема цветоделения штрихового изображения

- проблема воспроизведения штриховых изображений в многоцветном

изображении

Проблема цветоделения

Возможны две технологии воспроизведения многоцветного штрихового

изображения.

1. Использование триадных цветов для воспроизведения многоцветного

штрихового изображения. Но в этом случае штрих любого цвета воспроизводится

с участием нескольких печатных красок, то есть он воспроизводится в пределе

на всех четырех фотоформах.

Для воспроизведения определенного цвета может понадобиться

произведение растрирования штриха. Возникает большая проблема совмещения

цветов этих изображений в процессе печатания.

2. Печать цветного штрихового изображения с помощью плашечных цветов,

то есть каждое штриховое изображение печатается в 1 краску. Технология

печатания существенно упрощается, упрощается совмещение, отсутствует

необходимость растрирования штрихового изображения. Однако, если цвет

такого штрихового изображения не является триадным, то есть не использует

основные краски полиграфического синтеза, в этом случае необходимо

изготовление дополнительных фотоформ для данного штрихового изображения и

дополнительный прогон при печати, который осуществляется соответствующей

краской.

Если цвет высокой точности, целесообразно использовать Panton-краски.

Цветоделение при использовании сплошных цветов

В связи с тем, что эти цвета не относятся к триадному ряду, то обычное

цветоделение будет приводить к получению на различных фотоформах

изображения, которое получилось бы при триадном синтезе. Необходимо

применять меры для удаления этих изображений с триадных фотоформ и

формирования дополнительных фотоформ, на которых выделяется только данное

штриховое изображение.

Обычно выделение дополнительного штрихового изображения осуществляется

с использованием фотоформы, которая является наиболее контрастной по

данному штриховому изображению, с которой удаляются все ненужные элементы

изображения.

Естественно эти процессы выделения дополнительных цветов, как правило,

требуют использования масок, обтравочных контуров.

С этой точки зрения цветоделение дополнительных цветов сложнее. Метод

использования триадных цветов проще, но в печатном процессе возникают

большие трудности при совмещении.

Трудности совмещения на стадии печатного процесса и сознание того, что

допечатная обработка является управляемым процессом, в наибольшей степени

формирующим качество печатного процесса, заставило разработчиков

программного обеспечения допечатных процессов разработать технологию

обработки штрихового изображения, которая получила название технологии

треппинга.

Треппинг – это процедура компенсации неточностей приводки

цветоделенных изображений, которые возникают на всех этапах

производственного процесса. Эта процедура заключается в создании

программными средствами на фотоформах зон перекрытия цветов на стыке

изображений, окрашенных в различные цвета.

Положим, буква «П» - пурпурно-красная на голубом фоне. Для того, чтобы

напечатать эту пурпурную буквы на голубом фоне в этом голубом фоне нужно

сделать отверстие (выворотку) под букву «П». Далее, в процессе печатания

(это может быть на стадии монтажа форм), может быть получено не точное

соответствие этих изображений (неприводка), в результате этой неточности,

появится темный контур и белая щель.

Технология трепинга вносит в фотоформу заранее заданные предискажения,

которые способны компенсировать возникновение таких эффектов.

По своей технологии трепинг разделяется на внутренний трепинг и

внешний трепинг.

Внутренний трепинг – это уменьшение размеров выворотки относительно

размеров объекта.

Внешний трепинг – это увеличение размеров объекта относительно

размеров выворотки.

Для выбора технологии внутреннего или внешнего трепинга следует

руководствоваться следующим правилом.

Необходимо расширять более светлое изображение в сторону более темного

изображения, так как более темное изображение будет определять

геометрические размеры совмещенного изображения. Естественно, мы

заинтересованы в сохранении этих геометрических размеров.

Для того, что бы выбрать технологию внутреннего или внешнего трепинга,

необходимо знать информацию о визуально-эквивалентным серым плотностям

красок полиграфического синтеза.

Желтая будет иметь малую визуально-эквивалентную серую плотность <

голубая < пурпурная. Визуально сравниваем шкалы.

В стандартных толщинах красочного слоя существует следующие визуально-

эквивалентные серые плотности:

пурпурная – 0,7 – 0,8

голубая – 0,6

желтая – 0,15 – 0,2

Это при 100% плашечном наложении.

Белая полоса в нашей задаче будет сильно выделяться, следовательно

основной задачей является убрать щель. Для этого мы снижаем фон в сторону

буквы, то есть осуществляем внутренний трепинг. При изображении голубого

штриха на пурпурном фоне – расширяем букву.

Есть более развитые программы трепинга, которые осуществляют не такое

простое сужение (расширение), а осуществляют постепенный переход оптической

плотности в зоне трепинга. Это снижает контраст и темной и белой полосы в

примере.

Между пурпурной и голубой краской разница по контуру не велика. При

малом визуальном контрасте объекта и фона целесообразно использовать

комбинированный трепинг (внешний и внутренний).

Важной задачей может быть создание трепинга в четырехцветном

изображении. На пример, есть четырехцветная репродукция. Распологающаяся на

сплошном фоне. Штрихи могут быть созданы бинарным наложением. В этом случае

следует иметь информацию о визуально-эквивалентных серых плотностях

бинарного наложения:

бинарный красный 0,9

бинарный синий 1,4

бинарный зеленый 0,8.

Если иллюстрация находится на сплошном фоне и если основные тона

иллюстрации выглядят визуально светлее фона, на пример, зеленый на синим,

то иллюстрацию будем расширять под фон.

Если иллюстрация содержит большое количество темных тонов и она

визуально контрастнее чем фон, то фон загоняем под иллюстрацию (внутренний

трепинг).

Если иллюстрация резко разбивается на светлые и темные части, то

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9