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Halftoning patterns

Halftoning patterns. Digital halftoning 의 정의 :bi_level printing device & bi_level displays(last print, fax machine…) 등의 이진 출력기기에서 연속계 조영상을 효과적으로 이진 영상으로 나타내기 위한 방법 Grey level 을 나타내기 위해서 resolution 을 희생시킴 . Halftoning approximation. Halftone patterns 를 이용 .

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Presentation Transcript

  1. Halftoning patterns • Digital halftoning의 정의 • :bi_level printing device & bi_level displays(last print, fax machine…)등의 이진 출력기기에서 연속계 조영상을 효과적으로 이진 영상으로 나타내기 위한 방법 • Grey level을 나타내기 위해서 resolution을 희생시킴.

  2. Halftoning approximation • Halftone patterns를 이용. • Computer graphics에서 halftone reproduction은 사각형 pixel region을 사용해 접근하는데 이와 같은 사각형 pixel region을 halftone pattersn, pixel pattern이라 일컫는다. • N by N pixel인 경우 n²+1가지의 intensity구현할 수 있음.

  3. Halftoning • Intensity level은 각각 grid 내에 포함된 pixel의 수에 따라 결정되기 때문에 여러 level의 intensity를 구현할 수 있다. • 각 grid에 포함된 pixel의 위치에 따라 intensity가 결정 • “on” pixel의 위치가 중앙에 있을수록 intensity는 low 하고 outside로 확장될수록 high-intensity를 구현하게 됨.

  4. Halftoning • Halftone approximations을 위한 pixel grid는 실제 그림에는 존재하지 않는 visual effect와 contouring을 최소화하여 작성할 수 있어야 한다. • Symmetrical patterns을 최소화하면 피할 수 있음.

  5. Halftoning • Halftone approximation에서 한 pixel당 2가지 이상의 intensity를 표현 할 수 있는 system 상에서는 해당 grid의 intensity의 선택의 수를 증가할 수 있다. • Ex.1가지의 intensity/pixel을 가진 2 by2 • =>5가지 intensity를 표현 • 3가지의 intensity/pixel을 가진 2 by 2 • =>13가지 intensity를 표현

  6. Dithering의 정의 • Dithering • resolution을 감소시키지 않고 halftoning에 근사하는 기술. • 윤곽선을 보다 부드럽게 처리하기 위해 pixel에 더해진 random value(noise)는 전체 그림에 noise를 더하고 광도의 경계는 없애는 것. • 물체의 모서리를 매끄럽게 처리하는 기술

  7. Dithering • <장점> • 물체를 자연스럽게 파악 할 수 있음. • Dither에서 noise를 추가시키면 경계부분이 soften하게 처리 됨. • 해상도의 손실이 없음. • <단점> • 명암값이 제대로 나타나지 않음 • 해당pixel이 dither보다 작으면 black으로 dither보다 크면 white로 처리됨.

  8. Dithering의 방법 • Random-dither • Order - dither • Error - diffusion

  9. Dithering의 방법 • Order-dither • pixel들을 display하기 위해 order-dither 방법은 intensity 변화량을 1:1로 mapping 시킨다. • N by N matrix로 표현되는 각 원소는 양수일 때 N² intensity level을 표현 할 수 있음. • Bi_level system에서 matrix element의 input intensity를 비교해서 display intensity를 결정. • Input intensity 는 0<= I <= n²에서 결정

  10. Dithering • (x,y) 를 결정하는 i = (x mod n) +1 • j = (y mod n) +1 • I > d(i,j) 이면 turn on (x, y) • 보통, higher-order dither matrix는 lower order matrices를 포함.

  11. Dithering • Error Diffusion • m by n 으로 이뤄진 사진을 m by n의 화면에 표현할 때 error diffusion 의 방법을 사용. • 이때, input intensity 와 display pixel intensity사이에 발생하는 error는 현재 있는 pixel의 주변으로 분산시키거나 난반사 시킨다.

  12. Dithering • 모든 반사율의 합은 1이 되도록 한다. • Error diffusion은 image의 최하단과 우측면에 대해서는 적용되지 않는다. • Picture repeating, echoing에 의해서 hairline, nose outline등 사진의 특별한 부위에 “Ghosts(제2의 영상) 현상이 발생

  13. Dithering

  14. Dithering • “Gosting”은 1보다 작은 값을 더해주는 error diffusion parameter 값을 선택해 주거나 errors의 dispersion후의 matrix값의 rescaling에 의해 reduce가능. • 1)matrix의 모든 원소에 *0.8 후, +0.1 • 2)matrix의 rows를 left->right, right->left scanning하면서 사진의 질을 개선.

  15. Dithering

  16. Dithering

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