一种呈现清晰纹理的快速误差扩散算法

清晰地呈现图像的细节纹理结构是现代数字半色调技术研究的重要方面.提出一种简单有效、且能保持原图像纹理结构的半色调误差扩散算法.该算法以Ostromoukhov算法为基础,根据图像灰度空间的局部分布特征,通过计算误差扩散像素点的局部视觉纹理反馈信息,对原固定阈值进行调节.实验结果表明,改进后的算法生成的半色调图像再现的纹理结构清晰自然,且具有蓝噪声特性,在PSNR、UIQI和SSIM三项指标评测方面均有较好表现.     

基于跳跃扫描误差扩散半色调算法研究

误差扩散算法最早是由Floyd-Steinberg提出,并在当时成为处理效果最好的算法之一。它可以输出视觉效果良好的半色调图像,因而得到了广泛的推广。为改善该传统误差扩散算法均易在中频区域产生结构性纹理现象,提出了一种基于跳跃扫描路径的误差扩散半色调算法。算法在对像素点进行扫描时会根据一定的条件进行跳跃扫描,直接处理若干像素点之后的像素,并将处理后的误差扩散至相邻但还未经处理的像素点上。大量的实验表明,合理的跳跃距离能够帮助有效地抑制半色调图像中的结构性纹理,得到效果更好的半色调图像,具有更深远的意义和实际应用价值。     

基于图像边缘检测的变系数误差扩散方法

误差扩散算法是一种重要的图像半色调化技术,被广泛应用于各种二值化的输出设备当中,但传统的误差扩散算法生成的半色调图像易出现"蠕虫"现象和边缘模糊。针对此问题,本文提出一种结合图像边缘检测的变系数误差扩散方法,该方法以Ostromoukhov提出的变系数误差扩散算法为基础,利用其优化后的误差扩散系数,可以较好地克服"蠕虫"现象。在此基础上,采用Sobel算子检测图像的边缘并沿边缘方向修正误差扩散滤波系数,以较好地保持原图像的边缘特性。实验结果表明,利用该方法产生的半色调图像不仅具有蓝噪声特性,而且边缘结构清晰。     

多级半色调技术在电纸书显示优化中的应用

针对电纸书显示屏灰度等级不足的问题,提出了利用半色调图像处理技术的改进算法实现电纸书显示优化的方法.在阐述半色调技术与电子纸特点的基础上,介绍了抖动算法和误差扩散算法,通过对这两种算法进行改进提高电纸书显示的灰度级数及视觉效果.其中重点对误差扩散算法中的阈值、滤波器及扫描方式的设定进行设计,并提出一种基于误差动态检测的新的改进算法,能有效提高图像灰度级数,改善电纸书的图像显示质量.最后在电纸书系统平台上实现仿真,通过质量评价参数客观地评测了各种算法.     

基于HVS模型的误差扩散方法

针对传统误差扩散算法处理过程中图像边缘信息不完整,中色调区域有纹理结构存在的问题,提出一种基于人类视觉系统(HVS)模型的误差扩散半色调方法。该方法先对原图像进行了图像分割,在非边缘区域采用传统误差扩散算法处理,边缘区域采用基于HVS模型的误差扩散系数进行误差扩散处理,最后再在HVS模型的基础上对像素进行矫正。实验结果表明该算法能够有效减少图像细节损失,保留原图像信息。     

自适应噪声调制多级误差扩散算法

针对多级半色调技术输出结果存在轮廓效应以及人工结构的问题,提出一种自适应噪声调制多级误差扩散半色调算法.首先利用加权均方误差约束求取噪声调制器的各项系数,并将噪声调制器插入至误差扩散法中的量化过程内;然后通过遗传算法,结合蓝噪声原理获取噪声调制后的最优自适应误差过滤器;最后利用所得的自适应误差过滤器完成量化误差滤波,输出半色调结果图像.实验结果表明,该算法可以有效地减少半色调输出结果中的轮廓效应和人工结构,并且具有较高的信噪比.     

数字半色调技术中的误差扩散算法的研究

误差扩散是一种非常优秀的调频半色调技术,但这种方法在图像高光和暗调以及阶调平滑区域会产生“蠕虫”,同时噪声较多,导致半色调图像的边缘不清晰。在Floyd和Steinberg的误差扩散算法的基础上,设计一种新的基于平均阈值和改变扫描路径的误差扩散算法——阈值采用平均值法,通过优化平均阈值方法中的γ值得到最优的半色调图像,同时扫描路径采用“蛇型”路径。实验结果表明该算法可以减少“蠕虫”,增强图像的边缘,提高半色调图像的主观视觉效果。     

一种大容量的半色调图像水印算法

在半色调图像中隐藏信息是解决印刷品的版权保护、来源认证和防止伪造等问题的有效措施。提出了一种能在半色调图像中嵌入大容量数据的隐藏算法,该算法利用误差扩散算法将待隐藏的信息作为误差信号嵌入到与该位置相邻的多个像素上,信息嵌入与半色调处理同步完成。实验表明本算法能将一幅与半色调图像同样大小的二值水印图像嵌入到半色调图像中,载有水印的图像在经受一定的噪声干扰、污损和旋转的情况下,仍能有效提取水印图像。该算法可用于普通证件的防伪。     

半色调图像纹理特征提取方法

提出基于局部二值化模式和像素相关算子的半色调图像纹理特征提取方法,以实现误差分散类半色调图像的分类。该方法是将误差分散类图像先进行局部二值化模式变换,再以任一像素点为中心,取适当的距离提取八个方向的像素相关值作为图像的特征向量,最后将提取的特征通过BP神经网络进行分类。实验结果表明,提出的算法适用于二值图像的特征提取,能够降低局部二值模式的特征维数,提高时间效率和空间利用率;相对灰度共生矩阵算法提出的算法在计算复杂度、识别精度等性能方面都有所改善。     

位级同步置乱扩散和像素级环形扩散图像加密算法

目的 针对基于位平面信息量分布的选择性加密算法安全性不高、像素置换加密算法不能很好抵抗统计攻击问题,提出一种基于位级同步置乱扩散和像素级环形扩散的图像加密算法（BSPDPAD算法）,提高图像加密效率和安全性。方法 BSPDPAD算法首先通过分段线性混沌映射产生两组混沌序列,其中一组混沌序列对图像进行随机分块,另一组混沌序列分解到位平面构成位级密钥流;然后,将各像素块分解到位平面,利用位级密钥流同步置乱扩散高位平面、置乱低位平面,实现位平面上块内置乱扩散及块间扩散;最后,再次迭代分段线性混沌映射产生新的密钥流,利用该密钥流对经过位级加密的中间密文图像进行横向顺序扩散和纵向逆序扩散,完成图像加密。结果 灰度图像及彩色图像上的计算机仿真实验与性能分析表明：BSPDPAD算法密钥空间大于2¹⁰⁰,信息熵接近于8,密文图像直方图趋近于均匀分布;与其他加密算法相比,BSPDPAD算法密文图像相邻像素相关性系数绝对值减小约12数量级,像素变化率和归一化平均强度明显提高,说明BSPDPAD算法在密钥、明文敏感性、抵抗多种攻击能力等性能上优于其他加密算法,且算法扩散效果好,仅一轮加密就能获得较理想的加密效果。结论 将位级选择性加密与像素级环形扩散相结合的BSPDPAD算法可有效抵抗各种攻击,安全性高,适合各种类型的灰度及彩色图像加密,潜在应用价值大。     

半色调可视加密算法的综合评价算法

已有半色调可视加密(HVC)算法的评价普遍采用正确解码率(CDR)或比特错误率(BER),未考虑信息隐藏对载体图像造成的干扰。提出一种半色调可视加密算法的综合评价算法,综合考虑信息隐藏对载体图像造成的干扰和提取秘密图像的错误率,选择平均每像素干扰值(ADPP)衡量信息隐藏对载体图像造成的干扰,为保证ADPP和BER数据范围的一致性,采用秘密图像结合隐藏阈值T计算最大平均干扰值(MAD),将ADPP和BER结合MAD和系数λ综合计算,得到半色调可视加密算法的综合干扰值(IDHVC)。该算法与已有综合评价算法相比,在运算量方面具有明显优势。通过实验验证,该算法可应用于灰度和彩色半色调可视加密算法的综合评价。     

Confined‐error‐diffusion algorithm for flat‐panel display

Abstract— The reduction of a structural pattern at specific gray levels caused by digital halftone methods is the subject of this paper. This problem is more severe in some flat‐panel displays because their black levels typically are brighter than other display blocks. A patented halftone algorithm, confined error diffusion (CED), that confines the error‐carry within the dither mask is described and extended. First, the CED algorithm that dynamically applies random error diffusion or the ordered‐dither method, depending upon image content, is described in detail. Finally, we propose an advanced CED algorithm for improving the gradation characteristics of the CED algorithm. The performance of the proposed algorithms is compared to the experimental results for natural test images. In order to verify the halftone quality, a structural similarity measure for color images by taking into account the interrelation between color channels is proposed, and the results based on the proposed method, the color similarity measure method, is given.     

图像半色调化算法研究综述

半色调化算法是图像打印输出的关键技术之一。介绍了简单阈值比较算法、使用随机数的半色调化算法、误差扩散算法、点扩散算法、按序抖动算法和抖动算法等一系列半色调化算法,并揭示了这些算法之间的联系。为了高效率地对图像做半色调化操作,商用光栅图像处理器一般使用抖动算法。抖动算法生成的半色调化图像的质量取决于所采用的抖动矩阵。基于几何分割设计半色调化抖动矩阵的方法可以在满足堆栈限制的前提下优化半色调化图像的质量。使用随机数的半色调化算法可以消除图像半色调化中产生的莫尔纹。随机半色调化算法的基础是将一定数量的随机点均匀地分布到一个正方形区域中。Asano提出了随机点均匀分布问题等价于圆形装填问题的命题,本文对该命题给出了初步的证明。最后,给出了一些有待进一步研究的图像半色调化课题。     

一种改进的基于蓝噪声的误差分散算法

传统的误差分散算法大大促进了数字半调技术的发展。但由于该算法采用类似扫描仪的处理路线,简单的误差分散核,固定的阈值,并且忽略了关键灰度、点增益、图像色调,很容易出现比较明显的人工纹理。论文提出了一种改进的基于蓝噪声的误差分散算法。该算法采用可变的处理路线,多灰度误差分散核,并且根据图像色调、点增益自动调整量化阈值和关键灰度的误差分散系数,达到了较好的视觉效果。     

对彩色和亮度通道进行各向异性扩散的彩色图像分割

提出了一种利用各向异性扩散和平均值位移聚类的彩色图像分割的逄法。它主要的思想是把一幅彩色图像分成彩色通道和亮度通道，再分别对两种通道进行各向异性扩散，然后再利用平均值位移算法进行聚类分割，最后把两者的结果合并起来就可得到最后的分割结果。在这种算法中，各向异性扩散起着去噪、增强和粗分割的作用，它让一幅图中彩色信息更均匀。平均值位移在扩散的基础上，作最后的分割处理。使用CIE L*u*v*色彩空间作为图像的表示进行分割，能很有效地有彩色分量上分割出彩色区域，而彩色信息区别不明显的区域则可以通过对亮度信息分割得到。实验数据表明，它是一种有效、稳定、健壮的算法。     

基于误差扩散的图像分存方案

提出一种基于误差扩散的(n,n)阈值图像分存方案。使用该分存方案可以将一幅秘密的二值图像分存成n幅有意义的半色调图像。使用这n张半色调的分存图可以无损恢复出原来的秘密二值图像,而任何少于n幅的分存图都无法得出原秘图的任何信息。实验表明,使用这个分存方案,能够产生出视觉质量较好且有意义的半色调图像,而且当任何一张分存图缺失时,恢复出来的图像都只是噪声图,分存方案的安全性得到保证。     

自适应梯度重建分水岭分割算法

目的 针对灰度分水岭算法存在过分割且难以直接应用到彩色图像分割的问题,提出一种自适应梯度重建分水岭分割算法。方法 该方法首先利用PCA技术对彩色图像降维,然后计算降维后的梯度图像,并采用自适应重建算法修正梯度图像,最后对优化后的梯度图像应用分水岭变换实现对彩色图像的正确分割。结果 采用融合了颜色距离、均方差和区域信息的性能指标和分割区域数对分割效果进行评估,对不同类型的彩色图像进行分割实验,本文算法在正确分割图像的同时获得了较高的性能指标。与现有的分水岭分割算法相比,提出的方法能有效剔除图像中的伪极小值,减少图像中的极小值数目,从而解决了过分割问题,有效提升了分割效果。结论 本文算法具有较好的适用性和较高的鲁棒性。     

Multiscale rank-based ordered dither algorithm for digital halftoning

In this paper, we proposed a simple and efficient algorithm that is based on the ranking of brightness within block. It builds the cumulative intensity quadtree for each block and generates the digital halftone׳s image using its information. We did the quality assessment for the result image of the proposed algorithm. As a result of experiment, it generates the digital halftone׳s image that is a little worse than that generated by error diffusion method, but it has merits to be implemented easily in parallel hardware because of block processing and simple operations. So we can conclude that the proposed algorithm is a very practical method to apply to the hardware implementation.