印前数字图像质量评测方法技术

本发明专利技术公开一种印前数字图像质量评测方法，包括印前数字图像阶调层次评测、印前数字图像偏色检测和印前数字图像清晰度评测，本发明专利技术通过直方图分析图像每个亮度级别的像素数量及其分布情况来评测图像的阶调层次是否符合印刷要求，通过中性灰理论分析数字图像偏色原因及其评测标准，通过基于焦点窗口的清晰度评测分析印前数字图像清晰度评价方法，形成一个完整的、较成熟的印前数字图像质量检测与评价体系，本发明专利技术通过建立印前数字图像质量标准以及质量控制体系，以此提高印刷质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及计算机及印刷领域，具体是一种印前数字图像质量评测方法。
技术介绍
图像特征是分析数字图像质量的重要依据。根据人类视觉系统分辨的特性，可以将数字图像的特征划分成自然特征和统计特征。图像的自然特征表现为光谱特征、几何特征和时相特征，而统计特征一般表现为图像的信息量、灰度值和灰度方差。从图像复制的角度看,影响印前数字原稿图像质量的关键因素主要是图像的阶调层次、颜色、清晰度三个要素。为得到较好的印制效果,原稿图像的清晰度、色彩和层次都要达到一定的质量要求：(1)原稿数字图像阶调分布均匀，层次丰富。(2)原稿数字图像的色彩接近实际颜色，无偏色。(3)原稿数字图像的清晰度高,细节轮廓清晰。图像质量评价研究是图像处理研究领域中至关重要的一个环节，在图像压缩、图像传输，以及图像去模糊等各种处理算法中，图像质量评价都起到了非常重要的作用。总的来说，图像质量评价的主要应用有以下三个方面：(1)监控图像或视频获取系统，并自动调节，使其可以获取到最佳图片。(2)作为图像系统的一种基准指标。(3)作为一个反馈量来调节算法中的参数，使算法得以优化，从而获得最优性能。目前采用较为普遍的、最具权威的数字图像质量评测方法主要分为两种:主观评测法和客观评测法。常规的主观评价方法主要依靠人眼主观视觉效果来判断，常用的方法有均值意见评分法(MOS)和国际标准CCIR500。在MOS标准下，为所有的评价者提供相同的图像观察条件，评价者根据自己的感受进行评分，最终根据多个评价结果得到该图像最终的MOS值NMOS。为了使主观评价的分数具有无偏性，常采用某种数据处理方法对得到的结果进行简单处理。比如主观评分的无偏差均值意见评分(DMOS)法是让评价者对同一场景的一组图像(该组图像中含有一张标准图像)进行评判，得到每张图像的NMOS，并以标准图像的NMOS作为标准，用其他图像的NMOS与标准图像的NMOS进行相减，同时将得到的所有差值归一化到0∽100之间，最终得到图像的DMOS值NDMOS。标准图像的NDMOS为0，其他图像与标准图像偏差越大，其NDMOS越大，图像质量也越差。主观评价方法的评价结果通常能够较好地反映图像的实际质量，但主观评价方法在实施过程中存在很多问题。比如评价过程消耗的时间长，主观分数受到观察者自身素质、情绪以及测试环境的影响而不稳定，评价所花费的费用较高、不易实现，处理过程不能实现自动化等。目前图像质量主观评价结果主要用来衡量各种客观评价指标与人类主观视觉的符合程度。客观的图像质量评价方法可分为无参考评价方法和有参考评价方法两类。有参考图像质量评价即计算过程需要观测图像与标准图像作对比，从而得出观测图像与标准图像之间的差异，该差异越大，说明观测图像的降质程度越大，图像质量也越差。但在实际应用中，往往找不到标准图像，比如一些在运动中拍摄的图像，往往带有各种噪声和运动模糊，在评价这些图像的质量时，不存在与之作对比的标准图像，因此在这种情况下需要开发无参考图像质量评价指标去衡量其图像质量。在无参考的图像质量评价方法中，评价的过程仅依赖观测图像，在这种情况下考核图像质量的难度要远远超过有参考的评价方法。目前，无参考评价方法的评价指标比较少，且已有指标往往只是针对某一特定的应用背景，不具有通用性。随着对各种指标研究的深入，发现在某些情况下上述指标的计算结果与人类视觉感受不符，甚至与人类视觉感受之间出现相反的结论，于是开始寻求各种办法来解决这样的问题。目前的常规客观评价方法很多，这些方法主要有：(1)均方误差(MSE)和峰值信噪比(PSNR)；(2)加权均方误差(WMSE)与加权峰值信噪比(WPSNR)；(3)基于噪声可见函数(NVF)的图像质量评价；(4)基于质量相关因素的图像质量评价；(5)基于人类视觉系统(HVS)的图像质量评价；(6)基于结构相似度(SSIM)的图像质量评价。印刷
，随着CTP(即Computer-to-plate计算机直接制版)浪潮在全球印刷业的掀起，使得印刷生产的数字化水平得到了进一步的提升，进而提高了企业的竞争力。印刷业必须向着多色、高质和高效的方向发展。其中，多色和高效已经在国内外印刷行业中得到了显著的提升，但如何得到高质量的印刷品仍然是制约我国印刷业发展的一个重要瓶颈。众所周知，印刷品质量主要受印前和印刷过程的控制。目前，国内对印刷品质量控制都着眼在印刷过程的检测与印品质量的评价，但对于印前质量的控制尚未形成一个完整的、较成熟的检测与评价体系。因此，建立印前数字图像质量标准以及质量控制体系，对于提高印刷质量有着广泛而深远的意义。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种印前数字图像质量评测方法，提高印刷质量。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：印前数字图像质量评测方法，包括印前数字图像阶调层次评测、印前数字图像偏色检测和印前数字图像清晰度评测，其中：将数字图像中各灰度级像素出现的频率用直方图表现出来，在直方图中用横坐标表示图像的灰度级，纵坐标表示该灰度级出现的像素频率；印前数字图像阶调层次评测包括图像的阶调评测和图像的层次评测，将图像的阶调信息将其转换为对应的灰度值，范围为(0，255)；图像的阶调评测通过以下方法实现：(1)一幅正常原稿图像如果不受环境影响，会在直方图上均匀地显示图像的阶调信息，环境为夜色、有色光；(2)若图像灰度概率信息集中在(a,b)区间位置，则表明图像在(0，a)和(b，255)间的阶调信息丢失,a和b是0到255之间的点；(3)若图像灰度概率信息超出(0，255)区间位置，则表明图像在低于0或高于255间的阶调信息丢失；图像的层次评测通过以下方法实现：(1)一幅有细节层次的数字图像原稿，其灰度信息显示集中，表明图像在此色调处包含有大量的像素，图像有足够的细节；(2)若对应位置处的像素(0～a)、(b～255)显示较弱的峰状图像，表明该位置处的细节不够详细；(3)若直方图出现大面积的梳子状,则表明该图像在很多位置缺少足够的细节层次；印前数字图像偏色检测通过以下方法实现：数字成像设备输出图片的色彩要受到所拍场景中目标物体反射率和照明光源的影响，如以下公式所示：R(x，y)＝∫E(λ)S(x，y，λ)CR(λ)G(x，y)＝∫E(λ)S(x，y，λ)CG(λ)B(x，y)＝∫E(λ)S(x，y，λ)CB(λ)其中，CR(λ)、CG(λ)和CB(λ)分别为红色色彩通道、绿色色彩通道和蓝色色彩通道的光谱感光度；E(λ)为当前照明光源的光谱值；S(x，y，λ)为物体表面光谱反射率；把图像中的中性灰色作为评价的标准，即图像中本应是灰色的区域其三个分量值应相等(R＝G＝B),否则就存在偏色；利用RGB空间上各个通道图像灰度直方图的形状或分布特征来对偏色图像进行检测；若R、G、B三通道图像灰度值在对应位置处的像素个数相近，并且三通道大多数像素的灰度值也相近，记作R≈B≈G，该图像基本不偏色；若R、G、B三通道图像灰度值在直方图对应位置差异较大，根据加色原理，该图像在包含较多像素位置处的颜色偏多，反之，与之对应的补色就少，如：若R通道图像灰度值在对应位置处的像素个数远小于G和B通道图像中对应灰度值的像素个数，并且在R通道大多数像素的灰度值小于G和B通道的灰度值，因此R本文档来自技高网...

【技术保护点】
印前数字图像质量评测方法，其特征在于，包括印前数字图像阶调层次评测、印前数字图像偏色检测和印前数字图像清晰度评测，其中：将数字图像中各灰度级像素出现的频率用直方图表现出来，在直方图中用横坐标表示图像的灰度级，纵坐标表示该灰度级出现的像素频率；印前数字图像阶调层次评测包括图像的阶调评测和图像的层次评测，将图像的阶调信息将其转换为对应的灰度值，范围为(0，255)；图像的阶调评测通过以下方法实现：(1)一幅正常原稿图像如果不受环境影响，会在直方图上均匀地显示图像的阶调信息，环境为夜色、有色光；(2)若图像灰度概率信息集中在(a,b)区间位置，则表明图像在(0，a)和(b，255)间的阶调信息丢失,a和b是0到255之间的点；(3)若图像灰度概率信息超出(0，255)区间位置，则表明图像在低于0或高于255间的阶调信息丢失；图像的层次评测通过以下方法实现：(1)一幅有细节层次的数字图像原稿，其灰度信息显示集中，表明图像在此色调处包含有大量的像素，图像有足够的细节；(2)若对应位置处的像素(0～a)、(b～255)显示较弱的峰状图像，表明该位置处的细节不够详细；(3)若直方图出现大面积的梳子状,则表明该图像在很多位置缺少足够的细节层次；印前数字图像偏色检测通过以下方法实现：数字成像设备输出图片的色彩要受到所拍场景中目标物体反射率和照明光源的影响，如以下公式所示：R(x，y)＝∫E(λ)S(x，y，λ)CR(λ)G(x，y)＝∫E(λ)S(x，y，λ)CG(λ)B(x，y)＝∫E(λ)S(x，y，λ)CB(λ）其中，CR(λ)、CG(λ)和CB(λ)分别为红色色彩通道、绿色色彩通道和蓝色色彩通道的光谱感光度；E(λ)为当前照明光源的光谱值；S(x，y，λ)为物体表面光谱反射率；把图像中的中性灰色作为评价的标准，即图像中本应是灰色的区域其三个分量值应相等(R＝G＝B),否则就存在偏色；利用RGB空间上各个通道图像灰度直方图的形状或分布特征来对偏色图像进行检测；若R、G、B三通道图像灰度值在对应位置处的像素个数相近，并且三通道大多数像素的灰度值也相近，记作R≈B≈G，该图像基本不偏色；若R、G、B三通道图像灰度值在直方图对应位置差异较大，根据加色原理，该图像在包含较多像素位置处的颜色偏多，反之，与之对应的补色就少，如：若R通道图像灰度值在对应位置处的像素个数远小于G和B通道图像中对应灰度值的像素个数，并且在R通道大多数像素的灰度值小于G和B通道的灰度值，因此R通道是严重偏色通道，再同样比较G和B通道，若B通道是轻微偏色通道，记作R>B>G，该图像严重偏青、略微偏蓝；印前数字图像清晰度评测通过以下方法实现：采用无参考清晰度评测，利用基于焦点窗口的清晰度评价方法，只选取整个图像的一部分来检测，将焦点区域划分，其中点O为图像中心点，而点A、B、C和D到最近图像边界的距离为图像高或宽的1/3，将所选取的五个区域中心点设为A点、B点、C点、D点、O点，将图像均分为9等份,取中心区域与4个角落的子图像块作为焦点区域,5个焦点窗口分别用SdA、SdB、SdC、SdD和SdO表示，采用以下公式计算各区域焦点评价值,Sdi=Σx,y∈ωreg{[I(x+1,y)-I(x,y)]2+[I(x,y+1)-I(x,y)]2}]]>各区域权值分别用ωA、ωB、ωC、ωD和ωo表示,它们在焦点评价函数中可根据实际情况取值，焦点评价函数为Sd=Σ15ωi*Sdi,i=A,B,C,D,O]]>ωi为第i区域的权重，且ω1+ω2+ω3+ω4+ω5＝1。...

【技术特征摘要】
1.印前数字图像质量评测方法，其特征在于，包括印前数字图像阶调层次评测、印前数字图像偏色检测和印前数字图像清晰度评测，其中：将数字图像中各灰度级像素出现的频率用直方图表现出来，在直方图中用横坐标表示图像的灰度级，纵坐标表示该灰度级出现的像素频率；印前数字图像阶调层次评测包括图像的阶调评测和图像的层次评测，将图像的阶调信息将其转换为对应的灰度值，范围为(0，255)；图像的阶调评测通过以下方法实现：(1)一幅正常原稿图像如果不受环境影响，会在直方图上均匀地显示图像的阶调信息，环境为夜色、有色光；(2)若图像灰度概率信息集中在(a,b)区间位置，则表明图像在(0，a)和(b，255)间的阶调信息丢失,a和b是0到255之间的点；(3)若图像灰度概率信息超出(0，255)区间位置，则表明图像在低于0或高于255间的阶调信息丢失；图像的层次评测通过以下方法实现：(1)一幅有细节层次的数字图像原稿，其灰度信息显示集中，表明图像在此色调处包含有大量的像素，图像有足够的细节；(2)若对应位置处的像素(0～a)、(b～255)显示较弱的峰状图像，表明该位置处的细节不够详细；(3)若直方图出现大面积的梳子状,则表明该图像在很多位置缺少足够的细节层次；印前数字图像偏色检测通过以下方法实现：数字成像设备输出图片的色彩要受到所拍场景中目标物体反射率和照明光源的影响，如以下公式所示：R(x，y)＝∫E(λ)S(x，y，λ)CR(λ)G(x，y)＝∫E(λ)S(x，y，λ)CG(λ)B(x，y)＝∫E(λ)S(x，y，λ)CB(λ）其中，CR(λ)、CG(λ)和CB(λ)分别为红色色彩通道、绿色色彩通道和蓝色色彩通道的光谱感光度；E(λ)为当前照明光源的光谱值；S(x，y，λ)为物体表面光谱反射率；把图像中的中性灰色作为评价的标准，即图像中本应是灰色的区域其三个分量值应相等(R＝G＝B),否则就存在偏色；利用RGB空间上各个通道图像灰度直方图的形状或分布特征来对偏色图像进行检测；若R、G、B三通道图像灰度值在对应位置处的像素个数相近，并且三通道大多数像素的灰度值也相近，记作R≈B≈G，该图像基本不偏色；若R、G、B三通道图像灰度值在直方图对应位置差异较大，根据加色原理，该图像在包含较多像素位置处的颜色偏多，反之，与之对应的补色就少，如：若R通道图像灰度值在对应位置处的像素个数远小于G和B通道图像中对应灰度值的像素个数，并且在R通道大多...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘元生，董娟娟，夏文，
申请(专利权)人：刘元生，
类型：发明
国别省市：安徽;34