윤곽 보존을 위한 새로운 오차확산 알고리즘

이남호 선문대학교 대학원 2000 국내석사

디지털 영상의 이진화(haftoning)는 연속 계조(grey-scale) 영상을 레이저나 잉크젯 프린터와 같은 이진 출력장치에 가능한 한 근사하게 표현하기 위한 과정을 말한다. 적절한 이 진화 과정을 거쳤을 때 이진화된 영상은 인간 시각 시스템(human visual system)의 저역 통과 필터 특성으로 인하여 일정한 거리에서 마치 연속 계조 영상처럼 보여진다. 본 논문에서 다룬 오차 확산 알고리즘은 high frequency 영역에서의 이미지를 상세하게 재현할 수 있도록 한다. 본 논문의 기본적인 아이디어는 오차 확산(error diffusion)의 low pass filter(LPF)와 edge-strength filter(ESF)를 결합하여 적용한 것이다. 에지 강도 필터는 LPF의 4방향과 이미지 영역에서 고주파(high frequency)의 특성 사이의 기울기(에지의 강도)를 추정한다. 두 개의 필터(LPF와 ESF를 첨부한 새로운 LPF)로부터 산출된 오차 확산 방식은 원래의 이미지와 하프톤된 이미지 사이의 인간 시각 왜곡을 극소화하는데 성공적으로 고안되었다. 본 논문에서 제안안 방법의 결과를 기존의 오차 확산 방법에 의한 결과와 비교 분석했다. Digital halftoning is the process of converting continuous toned image into a form suitable for display on binary devices such as laser printers or ink-jet printers. After proper halftoning process, the lowpass filtering results in an illusion of a continuous tome image in a distance due to nature of human visual system. An error diffusion algorithm is discussed which will enable us to reproduce high frequency regions in images in detail. The basic idea is to combine the low pass filter(LPF) of error-diffusion with the edge-strength filter(ESF). The edge-strength filter(ESF) estimates the gradient along the four directions of the low pass filter(LPF) and the property of high frequency in an image domain. An adaptive error diffusion filter, derived from the both filters (LPF and ESF along the low pass filter) is designed to achieve the minimization of human visual distortions near the high frequency regions between the original image and those of a halftoned image. The results obtained based on the proposed techniques are analyzed and compared with those by the existing error diffusion techniques.

PDP에서의 색 재현성 향상을 위한 벡터 오차 확산 방법

성화석 仁荷大學校 大學院 2002 국내석사

펄스 수 제어를 통해 계조를 표시하는 플라즈마 디스플레이 패널(PDP) 은 CRT(Cathode Ray Tube)에 비해 대형화가 용이하고 박형이기 때문에 차세대 디스플레이 장치로서 급부상하고 있다 하지만 화질 개선 측면에서 PDP 에서는 다른 디스플레이 장치와의 칼라 일치화, 어두운 영역에서의 계조 표현, 그리고 동영상 의사 윤곽 등의 문제가 해결되어야 한다. 본 논문에서는 PDP 화질 향상을 위해 해결해야 할 과제인 칼라 일치화 문제와 더불어 계조 표현 문제를 다루며 이의 해결을 위한 벡터 오차 확산 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 기존의 오차 확산 방법과는 달리, 인간 시각의 색감 인지 정도를 정량화 한 색 공간에서의 벡터 오차 확산 방법에 관한 것이며 오프라인에서의 색 공간 변환식 결정 과정과 온라인에서의 벡터 오차 확산 처리 과정으로 구성된다. 색 공간 변환식은 PDP가 재현하고자 하는 기준 색 좌표와 PDP의 표시 색 좌표를 결정하고, 벡터 오차 확산 처리는 기준 색 좌표와 표시 색 좌표 간 색 오차를 주위 화소로 전파하여 고려한다. 실험을 통해 제안하는 방법이 기준 색과의 색차를 최소화 함으로서 기준 색과의 칼라 일치화를 실현함을 확인할 수 있었다. 동시에 제안하는 방법에 의해 어두운 영역에서 부드러운 계조 재현이 가능하게 되어 PDP의 화질을 향상시킬 수 있음을 알 수 있었다. PDP(Plasma Display Parel) represents the gray-levels by the pulse count modulation method. It has been regarded as the display media for next generation due to it's large size and thin thickness. However, PDP has various problems to be solved in the image quality. They include the color matching with other type of displays, gray level reproduction in dark areas, and dynamic false contours. This thesis is focused on the color matching and gray level reproduction in the dark areas. The proposed method employs a vector error diffusion technique. Unlike existing methods, the proposed method utilize device independent color coordinates. It consists of the of offline color coordinate conversion and online vector error diffusion. In the offline procedure, the reference color coordinate that PDP should display is calculated. And display color coordinates are modelled. In the online vector error diffusion, the error between the reference color and displayed color coordinates are compensated through diffusion process to the neighboring pixels. Experimental results indicate that the proposed method yields closer color matching than the existing error diffusion method. Also, the proposed method improve the gray level reproduction capability in the dark areas.

液晶 텔레비젼 位相變調器를 利用한 誤差擴散 二進位相 홀로그램의 光學的 具現

배장근 慶北大學校 1991 국내석사

application of binarization procedure in computer generated hologram(CGH) which produces hard clipping generates noise cloud in reconstruction plane. Reduction of the noise in the reconstructed image is possible by error correction and diffusion algorithm. In this paper, we wrote CGH images using this algorithm on the LCTV(liquid-crystal television) and reconstructed them optically. In addition, we compared the reconstructed images of them with hard clipping phase holograms' results.

칼라 이진 영상에서의 균일 화소 분포를 위한 오차확산 방법

서현석 인하대학교 정보통신대학원 2005 국내석사

대칭 오차 확산에 의한 그래픽 영상 디더링

김청 慶北大學校 1993 국내석사

PDP에서의 저계조 영역 화질 개선

김유훈 인하대학교 일반 대학원 2006 국내석사

적응오차확산을 이용한 이진 영상 부호화 기법

고재철 포항공과대학 1991 국내석사

등방성 AM-FM 하이브리드 디지털 하프토닝에 관한 연구

조청운 중앙대학교 첨단영상대학원 2017 국내박사

Digital halftoning is very important technology in the printing industries. Diverse researches and patents are produced for every year and very large amount of printing devices and monochrome display devices such as e-ink are used. Objective of our research is developing new AM-FM digital halftoning technique which is recent major research area of digital halftoning technology. First one is solving anisotropy of halftoing pattern produced in error diffusion method. Anisotropy of error diffusion is due to scanning method we will propose new solution method. And we will extend error diffusion method which is limited to one pixel processing to can handle multiple pixels. Second one is to develop digital halftoning method which is based on reaction-diffusion model. The reaction-diffusion model is developed mathematical model to explain about various animal skin texture pattern. In this research we take notice of pattern produced by this model shows continuous transition from spot pattern to stripe pattern and can control the size of produced dot pattern freely, this properties is useful as a AM-FM hybrid technique. In this dissertation we proposed two novel AM-FM hybrid techniques which is new area in digital halftoning technology. First one we proposed is error diffusion method which can generate random processing order. This randomly changing direction method is general technique is applicable not only to grouped pixel but also to non-square pixels. In second method we showed pattern generated by reaction-diffusion model can be applied to digital halftoning results. This method can control size of dot and distance between dots and unique pattern of continuous transition from spot to stripe which is tone-representing method differentiated from stippling method. In this thesis we proposed tow novel AM-FM hybrid digital halftoning techniques. One method applicable to error diffusion resolve anisotropy problem and another method based on reaction-diffusion model is free from anisotropy due to iterative process. All two methods can generate variable size of dots and we showed new techniques is possible in digital halftoning area. 디지털 하프토닝은 인쇄분야에 있어 매우 중요한 기술이다. 매년 매우 많은 연구 와 특허나 나오고 있으며 다양한 인쇄 장치와 e-ink와 같은 단색 디스플레이 장치 가 사용되고 있다. 본 연구의 목적은 최근의 디지털 하프토닝 방법의 주요 연구 분야인 AM-FM 하 이브리드 기법에 있어 새로운 기법을 개발하는 데 있다. 첫 번째는 오차 확산 하 프토닝 방법에서 발생하는 하프토닝 패턴의 비대칭성을 해결하고자 한다. 오차 확 산 방법에서의 비대칭성은 스캐닝 방법에서 기인한 것으로 이에 대한 해결 방안을 제시하고자 한다. 또한 한 픽셀 단위 위주로 되어 있는 오차 확산 방법을 여러 픽 셀 단위에 대해서도 적용할 수 있도록 확장하고자 한다. 두 번째는 반응-확산 모 델을 이용한 하프토닝 방법을 개발하고자 한다. 반응-확산 모델은 다양한 동물의 피부 무늬에 대한 형성을 설명하기 위해 개발된 수학적 모델이다. 본 연구에서는 이러한 모델에 의해 만들어지는 패턴이 점무늬에서 줄무늬까지 연속적으로 변하는 특성과 연속적인 2차원 공간에서 정의되기 때문에 크기의 제어가 자유롭다는 점 때문에 AM-FM 하이브리드 기법으로 유용할 것이라는 점에 착안했다. 본 논문에서는 디지털 하프토닝 기술에 있어 비교적 새로운 분야인 AM-FM 하 이브리드 기법에 대한 새로운 두 가지 기법을 제시한다. 첫 번째 방법은 오차 확 산 방법에 있어 랜덤한 처리순서를 생성할 수 있는 방법을 제안하였다. 임의의 방 향으로 처리순서를 생성하는 방법은 여러 개의 픽셀이 그룹된 경우뿐만 아니라 비 사각형 픽셀에도 적용가능한 범용적인 방법이다. 따라서 단일 픽셀에만 처리되던오차 확산 방법을 1보다 큰 AM에 적용할 수 있게 해준다. 또한 방향이 랜덤하게 바뀜으로 해서 하프토닝 패턴의 비대칭성을 해결할 수 있게 되었다. 두 번째 방법 은 반응-확산 모델에 의해서 생성되는 패턴을 이용하여 하프토닝의 결과를 만들 수 있음을 보였다. 점의 크기와 점의 거리를 제어하여 패턴을 만들 수 있으며 중 간 밝기구간에서는 점 무늬가 줄 무늬로 자연스럽게 전환되어 표현되어 점묘법과 는 다른 톤 표현 방법을 보여준다. 본 연구에서는 새로운 AM-FM 하이브리드 디지털 하프토닝 기법으로써 두 가지 방법을 제시하였다. 오차 확산에 적용할 수 있는 방법은 오차 확산 방법에서의 순 차 처리에 따른 비대칭 패턴 문제를 해결하였으며, 반응-확산 모델에 의한 방법은 반복법인 특성으로 인해 비대칭성이 나타나지 않게 된다. 두 방법 모두 다양한 크 기의 도트 패턴에 사용할 수 있으며 기존의 방법과 다른 새로운 방법으로 디지털 하프토닝을 할 수 있는 가능성을 보였다.

하프톤 영상의 상관패턴 저감을 위한 3차원 오차 확산법

김효민 경북대학교 대학원 2011 국내석사

The three-dimensional error diffusion propagates errors not only into the current frame, but also into the next frame. Therefore, the error filter of the three-dimensional error diffusion is more symmetric than the error filters of the traditional methods. However, the weights of the three-dimensional filter show greater fluctuations according to the amount of boundary information. Because of this, images have strong high-frequency components, and the accumulated error in a specific location causes unwanted dot patterns. The proposed method does not use edge information. This method changes the error propagation direction into the time dimension and presents suitable filter coefficients. The error filter of this method propagates diffusion error into the time dimension according to motion information between two frames. Motion information is gained through a level difference between current pixels of two frames. Through experiments, we confirmed that the proposed method can lead to the smooth gradation and effectively reduce the stop patterns in the dynamic image.

APL 적용 오차 확산법을 이용한 PDP 화질 개선

표세진 慶北大學校 2005 국내석사

Plasma display panel (PDP) is the flat panel display, suitable for high-definition television (HDTV) because of large-size and high-brightness. It has many advantages such as fast response, wide viewing angle, low weight, and simple manufacturing process for fabrication. However, there are some disadvantages and one of them is the image quality degradation, which is dependent on the digital signal processing. Although image quality of PDP is improving by many researches and experimentations, it still isn’t as good as that of CRTs because of various factors. One of them is worm-like pattern generated by an error diffusion process. And the worm-like pattern is severely increased after an average picture level (APL) process. An increased worm-like pattern occur a drop of resolution in image and a change of correlated color temperature (CCT) according to each grayscale. In this paper, a method for improvement of image quality using the error diffusion which considers the APL process is proposed. In the proposed method, the APL process is performed before the error diffusion process. Simulation results showed that the proposed method has better performances for resolution in images and CCT uniformity according to each grayscale than the conventional method.