8. Обробка та формування графічних файлів
8.1. Робота з кольорами та напівтонами
8.1.3. Апроксимація напівтонами
Апроксимація напівтонами – це метод , в якому використовується мінімальна кількість рівнів інтенсивності для отримання великої кількості напівтонів.
Стефаном Хагеном в 1880 році запроваджений метод напівтонового друку, в якому велика кількість фотографічних напівтонів сірого кольору реалізується за допомогою двохрівневого середовища: чорна фарба на білім паперові.
Напівтоновий друк використовує дискретні клітини. Розмір клітини вибирається в залежності від мілкозернистості решітки і тривалості експозиції. Для газетного друку використовується 50-90 точок на дюйм.
Метод напівтонів базується на властивості зорової системи інтегрувати, тобто згладжувати дискретну інформацію.
В протилежність напівтоновому друку, в якому використовуються змінні розміри клітин, в методі конфігурування розміри кліток фіксовані. Для зображення з фіксованою розподільністю декілька пікселів об'єднуються в конфігурації. На рис.8.2 показана одна з можливих груп конфігурації для двохрівневого чорно-білого дисплею. Для кожної клітини використовуються чотири піксела. При такій організації отримуємо п'ять можливих рівнів або тонів сірого кольору. При виборі конфігурацій необхідно проявляти увагу, так як можуть виникнути несприятливі дрібномасштабні структури. Наприклад, не належить застосовувати ні одну з конфігурацій, зображених на рис.8.2. b, c., оскільки це може привести до того, що для великої області з постійною інтенсивністю на зображенні проявляться небажані горизонтальні або вертикальні смуги.
Рис. 8.2. Двохрівневі конфігурації 2*2
Кількість доступних рівнів інтенсивності можливо збільшити за допомогою збільшення розміру клітини. Конфігурації для клітини 3*3
пікселів забезпечують десять рівнів інтенсивності.
Клітини не обов'язково повинні бути квадратними. На рис . 8.3. зображена клітина 3*2
пікселів, яка дає сім рівнів інтенсивності.
Рис. 8.3. Двохрівневі конфігурації 3*2
Якщо є можливість використовувати різні розміри точок, то кількість рівнів інтенсивності збільшується.
Використання конфігурацій веде до втрати просторового розподілення, що прийнятно у випадку, коли розподільна спроможність зображення менша чим у дисплея.
Розроблені методи покращання візуального розподілення . Найпростіший з них полягає в застосуванні порогового значення для кожного піксела. Якщо інтенсивність зображення перевершує деяку порогову величину, то піксел вважається білим, в протилежному випадку - чорним. Порогову величину, як правило, встановлюють рівній половині максимальної інтенсивності.
При пороговому методі втрачається велика кількість дрібних деталей. Особливо це характерно для волосся та рис обличчя. Дрібні деталі втрачаються через відносно великі помилки відображаємої интенсивності для кожного піксела.
В методі, розробленому Флойдом та Стейнбергом ,ця похибка розподіляється на сусідні піксели. Розподіл похибки виконується завжди вниз і вправо. Таким чином, при генерації зображення в порядку сканування повертатись зворотно не потрібно. Зокрема, в алгоритмі Флойда-Стейнберга
3/8
похибки розподіляється вправо, 3/8
вниз і 1/4
– по діагоналі. Поріг інтенсивності вибирають рівному Т=(белый+черный)/2
(рис.8.4.).
Рис.
8.4.
Розподілення інтенсивності в алгоритмі Флойда-Стейнберга
Розподіл похибки на сусідні піксели покращує вид деталей зображення, поскільки информація про мілкі не втрачається.
Контрольні
запитання.
1.
В яких випадках застосовується апроксимація напівтонами?
2. Дайте характеристику методу Хагена?
3.
Чим визначається кількість напівтонів в методі Хагена?
4. В чому полягає суть методу Флойда-Стейнберга?
