Halftoning patterns Digital halftoning의 정의 :bi_level printing device & bi_level displays(last print, fax machine…)등의 이진 출력기기에서 연속계 조영상을.

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10 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.

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13 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.

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16 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.

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

18 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

19 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

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21 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.

22 Dithering의 방법 Random-dither Order - dither Error - diffusion

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25 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

26 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.

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29 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.

30 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

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32 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.

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