Автореферат (Исследования параметров и разработка рекомендаций по воспроизведению печатной информации в устройствах с электронной бумагой), страница 4

На базе выбранных знаковбыл создан тест-объект — страница, на которой воспроизведены соответствующие18буквы четырьмя гарнитурами (Baskerville, Futura, Helvetica, Times New Roman) икеглями 10, 8 и 6 пунктов. Гарнитуры были выбраны как типичные представителидвух групп шрифтов — контрастных шрифтов с засечками и рубленых.

Каждыйсимвол воспроизведен четыре раза для получения достоверной статистическойинформации и для учета возможного влияния смещения по фазе.С каждого символа была получена микрофотография, в которой проведенолинейное контрастирование. Затем на микрофотографию накладываются исходныеконтуры букв, чтобы оценить изменения, происходящие только внутри исходногосимвола.Для определения контура необходимо определить границу между просветоми штрихом, воспринимаемую наблюдателем. Перед экспертами была поставленазадача обрисовать границу штриха, имеющего размытие. Тест-объект для данногоэксперимента представлял из себя лист, на котором были воспроизведены знакиТ И О А и штрихи различной ширины с применением их размытия фильтромГаусса.

По результатам экспертной оценки порог разделения штриха и фона былустановлен при относительной светлоте 162,8 единицы.В определенных границах контура знака производим расчет значениясредней светлоты, отклонение средней светлоты, значение средней однородностии отклонение однородности от знака к знаку. Однородность U рассчитывается поформуле (2) (Гонсалес).2 =−1=0 ()(2)где — число различных значений светлоты, () — гистограммараспределения уровней светлоты в данной области, — случайная величина,обозначающая светлоту.

Чем выше значение U, тем более постоянна светлота.В соответствии с расчетами, гарнитуры Futura и Helvetica имеют меньшуюсветлоту, чем Baskerville и Times. Это связано с тем, что засечки в гарнитурахBaskerville и Times размываются и осветляются дискретной структурой электронной бумаги. Futura и Helvetica обладают большей однородностью, чем Baskervilleи Times, но при этом однородность имеет большие отклонения от знака к знаку.Данный анализ был сопоставлен с экспертной оценкой визуальнойчитаемости текста.

Для этой оценки был создан тест-объект, содержащий страницу,на которой написаны строки, содержащие максимальное число букв алфавитаразными гарнитурами с приведенной минимальной высотой очка 1 мм, идалее 6 повторений с увеличением высоты на 10% от предыдущего. Экспертам19предлагалось ранжировать гарнитуры в порядке их нечитаемости при разномувеличении, просматривая их на УЭБ.Результаты экспертной оценки шрифтов коррелируют с оценкой отклонения однородности. Следовательно для объективной оценки шрифтов можноиспользовать параметр отклонения однородности. По полученным результатамоценки однородности с выявлением стабильности однородности к использованиюв электронном издании, подготовленном для воспроизведения на устройствес электронной бумагой, рекомендуется использовать контрастные гарнитурыBaskerville и Times New Roman.В третьей главе показано, что функция передачи модуляции стабильнапри углах наклона края полуплоскости, отличных от 0 и 90 градусов, что можетсказываться на воспроизведении шрифтовой информации, так как знаки имеютбольшое количество штрихов, расположенных под углами 0 и 90 градусов.

В связис этим эксперимент по оценке однородности воспроизведения знаков шрифта иэкспертная оценка гарнитур по нечитаемости были проведены для тест-объектов,повернутых на 45 градусов относительно сетки управляющих электродов.В результате поворота повышается контрастность воспроизводимых знаков,за счет снижения относительной светлоты штрихов, повышается однородностьштрихов и снижаются ее отклонения для знаков первой группы, содержащихтолько вертикальные или горизонтальные штрихи.В заключении приведены основные результаты работы:1.

Уточнено понятие электронной бумаги, определены параметрыустройств на основе электронной бумаги, которые должны быть оценены.На основе рассмотренной классификации устройств осуществлен выборобъектов исследования.2. Разработаны методы оценки градационных параметров устройств наоснове электронной бумаги. Полученные результаты оценки показывают,что электронная бумага обладает градационной характеристикой, близкойк линейной с низким градиентом, и может воспроизводить градацию: сусреднением воспроизводимых тонов и дискретно, с воспроизведением16 уровней тона, заданных программным обеспечением. Остаточноеизображение не влияет на воспроизведение при малом контрасте,при высоком контрасте сменяемых изображений влияние остаточногоизображения наиболее заметно на черном фоне.

Для устранения данного20явления перед воспроизведением изображения рекомендуется программно воспроизводить пустую страницу с белым фоном. Разработанаметодика и оценены диапазоны углов просматривания для электроннойбумаги. Динамический диапазон электронной бумаги удовлетворяеттребованиям книжных изданий для взрослой аудитории. При угле просматривания до 30 градусов цветовые отличия неразличимы человеком иблизки к печатной бумаге.

На границе предельного угла просматриванияв 60 градусов цветовое отличие становится заметно. Низкий градиенттоновоспроизведения делает невозможным тождественную обработкуизображений при воспроизведении на печатной и электронной бумаге.3. Модифицирован метод получения ФПМ для электронной бумаги.Проведена сравнительная оценка ФПМ для электронной бумаги и дляпечатного воспроизведения, показано, что на данном этапе развитиятехнологии электронная бумага по параметру размытия деталей изображения существенно уступает плоской офсетной печати даже на газетнойбумаге.

Повышение ФПМ можно определить как необходимое направление в развитии устройств на основе электронной бумаги, без решениякоторого невозможно применять в этих устройствах в полной мереметоды подготовки информации, тождественные методам полиграфии.4. С целью определения предельных возможностей электронной бумагипо воспроизведению изображений разработана модель воспроизведениякрая полуплоскости на электронной бумаге и проведена оценка функциипередачи модуляции по полученному изображению, оценена зависимостьФПМ от угла поворота и сдвига воспроизводимой детали относительноуправляющих электродов.

Показано принципиальное соответствиемодели и экспериментальных данных, а также наличие дополнительныхфакторов снижения ФПМ в реальном устройстве.5. Оценен шум, возникающий на электронной бумаге. Выявлено, что онсоздается разными явлениями: на сером поле вследствие воспроизведения градаций с усреднением по полю, на белом поле — за счетдефектов микрокапсул и неоднородности их отражательной способности.Наименьшие отклонения по яркости и наибольшая однородность — учерного поля. Для серых и белых полей среднеквадратичные отклонения21выше и близки между собой.

Оценен спектр шума и определено, чтошум низкочастотный и не содержит периодическую составляющую.6. Разработан метод определения устойчивости гарнитур шрифтов,воспроизводимых на устройствах, основанных на электронной бумаге попараметру отклонение однородности в пределах контура знака, которыйустановлен по результатам экспертной оценки порога разделения штрихаи фона. Корреляция результатов экспертной оценки по читаемостишрифтов и оценка отклонения однородности говорит о пригодностииспользования параметра отклонения однородности.7.

Оценены параметры однородности для отобранных гарнитур шрифтов,относящихся к наиболее используемым группам гарнитур для наборакнижной информации: Baskerville, Times (с засечками) и Futura, Helvetica(рубленые). Проведена классификация знаков на четыре группы поспектральной характеристике. Рубленые шрифты обладают большей однородностью, чем шрифты с засечками, но при этом однородность имеетбольшие отклонения. По полученным результатам оценки однородностис выявлением стабильности однородности к использованию в электронном издании, подготовленном для воспроизведения на устройстве сэлектронной бумагой, рекомендуется использовать гарнитуры Baskervilleи Times ввиду их устойчивости и однородности при воспроизведении.8. Исследовано влияние поворота сетки управляющих электродов на 45градусов относительно вертикальных и горизонтальных штрихов знаковшрифта, что позволило повысить контраст исследуемых знаков вследствие снижения относительной светлоты штрихов, повысить однородность воспроизведения и снизить ее отклонения для знаков первой группы — имеющих только прямые вертикальные и горизонтальные штрихи.Публикации по теме диссертационной работыПубликации в рецензируемых научных изданиях1.

Верещагин, В. Ю. Сопоставительный анализ структурных свойств носителейна основе печатной и электронной бумаг / В. Ю. Верещагин, Ю. С. Андреев //Известия высших учебных заведений. Проблемы полиграфии и издательскогодела. — 2015. — № 3. — С. 23–28.222. Верещагин, В. Ю. Оценка влияния угла просматривания на искажениеинформации / В. Ю. Верещагин // Известия высших учебных заведений.Проблемы полиграфии и издательского дела. — 2015.

— № 6. — С. 12–20.3. Верещагин, В. Ю. Модель формирования изображения на электронной бумаге /В. Ю. Верещагин, , Ю. С. Андреев // Известия Тульского государственногоуниверситета. Технические науки. — 2016. — № 1. — С. 69–75.Публикации в других изданиях4. Верещагин, В.Ю. Градационные параметры устройств на основе электроннойбумаги / В.Ю. Верещагин // Вестник МГУП имени Ивана Федорова. — 2015.— № 6. — С. 22–25.5. Верещагин, В.Ю. Воспроизведение шрифтовой информации в устройствах наоснове электронной бумаги / В.Ю. Верещагин, Ю.С. Андреев // Вестник МГУПимени Ивана Федорова.

— 2015. — № 6. — С. 26–31.23.