Диссертация (1095031), страница 8
Текст из файла (страница 8)
Их можно представить характеристикой,описывающей размытие деталей изображения, которое возникает при регистрации изображения на носителе [45].Характеристиками, описывающими размытие деталей изображения, являются следующие функции: краевая, размытия линии и передачи модуляции.Они могут быть рассчитаны одна из другой с помощью соответствующих математических преобразований. Преимуществом функции передачи модуляции(ФПМ) является простота расчета передаточной характеристики всей системыпо известным ФПМ ее отдельных элементов.
При помощи этой функции можно оценить возможность и точность воспроизведения разных по размеру деталейизображения. В частности, штриховых деталей, определяющих воспроизведениешрифтовых знаков, т. е. тех элементов изображения, которые формируют текстовую информацию. Также оценка размытия штриховых деталей позволяет определить возможности воспроизведения растрированных изображений [46–48].Разработан метод оценки ФПМ и проведено сравнение ФПМ при воспроизведении информации на электронной бумаге Carta и Pearl и при плоской офсетной печати на газетной бумаге.
Газетная бумага была выбрана в качествебазы сравнения свойств печатных и электронных изданий, так как она используется при печати массовых книжных изданий и является наиболее близкой кэлектронной бумаге по воспроизведению деталей изображения [25].Для оценки ФПМ возможно использовать тест-объекты различного типа.Они регистрируются на исследуемом носителе, затем изображение считывается,производится анализ считанного изображения и расчет ФПМ [49]. Для считывания обычно применяют прямое сканирование. Однако в данном случае, вследствие геометрии УЭБ (см. раздел 1.3.3), такое считывание полученного изоб-48ражения невозможно, поэтому предлагается использовать модифицированныйметод оценки, включающий промежуточную фоторегистрацию.Для получения промежуточного изображения использовали фотоаппаратCanon 500D c объективом Sigma 105 mm, f/2.8 EX DG macro.Для оценки ФПМ был применен анализ наклонного края полуплоскости [50; 51].
Он проводился с помощью программного обеспечения Imatest 3.10.В качестве исходной информации использовали файлы с расширением RAW,полученные съемкой тест-объекта фотоаппаратом Canon 500D [52].Для обеспечения наименьшего влияния условий получения промежуточного изображения на конечные результаты оптимизировали эти условия. С этойцелью проведено фотографирование тест-объекта — наклонного края полуплоскости — с различными входными апертурами объектива. Апертура определяласьустановленным индексом диафрагмы, а результаты оценивали по данным программы Imatest как значения пространственной частоты (ν), при которой коэффициент передачи модуляции (Tν ) принимает значение 0.5.
Анализ зависимости(рис. 3.1) показывает, что для заданного коэффициента передачи модуляции наибольшую частоту получаем при апертуре, соответствующей индексу диафрагмы8.0. Дальнейшее фотографирование тест-объекта проводили с данной апертурой.Рисунок 3.1 — Пространственная частота в зависимости от апертуры приTν = 0.5При заданных параметрах съемки получено изображение наклонного краяполуплоскости, который был моделирован лезвием бритвы [48]. Посредством49анализа изображения получена функция передачи модуляции системы «камераобъектив» (рис.
3.2).Рисунок 3.2 — Функция передачи модуляции системы «камера-объектив»Далее были получены фотографии тест-объекта, воспроизведенного наэлектронной бумаге, затем рассчитана ФПМ системы «камера-объектив-бумага».В качестве примера использована электронная бумага Pearl в устройстве KindlePaperwhite (рис. 3.3).Рисунок 3.3 — Функция передачи модуляции системы«камера-объектив-бумага» (Kindle с электронной бумагой Pearl)Имея функции передачи модуляции систем «камера-объектив» и «камераобъектив-бумага», можно с помощью деления ФПМ системы «камера-объективбумага» на ФПМ «камера-объектив» вычислить ФПМ для средства отображенияинформации электронной бумагой [45].
Аналогичным образом были получены50ФПМ при воспроизведении информации на газетной бумаге плоской офсетнойпечатью на рулонной печатной машине на двух сортах газетной бумаги, которыесравниваем с полученными ФПМ для устройств чтения Kindle с электроннымибумагами Pearl и Carta (рис. 3.4).Рисунок 3.4 — Сравнение ФПМ печатных и электронных бумаг. 1 — Kindle сэлектронной бумагой Carta, 2 — Kindle с электронной бумагой Pearl, 3 —плоская офсетная рулонная печать, газетная бумага Volga, поверхностнаяплотность 45 г/м2 , 4 — плоская офсетная рулонная печать, газетная бумагаMondi, поверхностная плотность 45 г/м2Электронные бумаги Pearl и Carta по характеристике размытия деталейзначительно уступают плоской офсетной печати даже на газетной бумаге.
Результаты для электронных средств отображения информации близки, что связанос малыми различиями между электронными бумагами Carta и Pearl. Результатыдля плоской офсетной печати для разных сортов газетных бумаг также мало отличаются, так как были получены в одинаковых условиях, и сами бумаги близкипо печатно-техническим свойствам.Очевидно, что при плоской офсетной печати на бумагах с более высокими печатно-техническими свойствами разница между печатной и электроннойбумагой будет еще больше.51В настоящее время электронная бумага по характеристикам, которые описывают размытие деталей изображения, существенно уступает оттискам, полученным на газетной бумаге при плоской офсетной печати. Из этого следует, чтодля получения результатов воспроизведения на электронной бумаге, сопоставимых с качеством печатного воспроизведения, требуется разработка способовуменьшения потерь воспроизводимых данных.
Повышение ФПМ устройств сэлектронной бумагой можно определить как одно из необходимых направленийв их развитии, без решения которого невозможно применять в этих устройствахметоды подготовки информации, тождественные методам полиграфии, например, методы автотипного растрирования, что затрудняет решение проблемы параллельной подготовки информации для печатного и электронного издания [1].Для оценки причин полученных результатов и изучения влияния различных параметров устройств отображения информации на электронной бумаге наструктурные характеристики целесообразно решить задачу разработки моделивоспроизведения края полуплоскости в этих устройствах с последующей оценкой функции передачи модуляции.3.2Модель воспроизведения края полуплоскости на УЭБ и расчет ФПМДля теоретического подтверждения полученных результатов, а также дляоценки возможности повышения ФПМ УЭБ и изучения влияния различных параметров была поставлена задача разработки модели воспроизведения края полуплоскости на электронной бумаге и оценки функции передачи модуляции пополученному изображению.На рисунке 1.7 показано строение электронной бумаги, которое позволяетпонять, какие параметры влияют на воспроизведение информации.
Помимо указанных слоев в электронной бумаге могут использоваться дополнительные слоив виде емкостного сенсорной панели и подсветки, либо эти слои могут бытьобъединены в один.С учетом элементов, присутствующих в структуре электронной бумаги,модель воспроизводит край полуплоскости с заданным углом наклона и положением и учитывает:52– Размер электродов дисплея;– Средний размер капсул;– Взаимное расположение капсул и электродов дисплея;– Взаимодействие капсулы и нескольких электродов дисплея;– Наличие дополнительных слоев в виде сенсорной панели или подсветки;– Пространственное усреднения при дискретизации.При диагонали электронной бумаги 15,24 см и количестве электродов повертикали и горизонтали, равном соответственно 1024 и 768, размер одногоэлектрода составляет 120 мкм, а размер микрокапсулы — 20-30 мкм [53; 54].В модели не учитывается размер частиц пигмента, так как их размер составляет1-5 мкм и мал относительно размера электрода дисплея и размера микрокапсул.Входными параметрами модели являются:– Размер управляющих электродов дисплея и их количество;– Постоянные b и угловой коэффециент k уравнения прямой с угловымкоэффициентом y = kx + b ;– Средний размер капсул;Моделирование положения сигнала на пространстве управляющих электродов дисплея производится с помощью уравнения прямой с угловым коэффициентом, с заданием уровней сигнала слева и справа от прямой к 0 и 1 соответственно.
Пример получаемого сигнала представлен на рисунке 3.5.Рисунок 3.5 — Представление управляющего сигналаЗатем проводим дискретизацию сигнала в соответствии с дискретнойструктурой управляющих электродов и его пространственное усреднение. Дляусреднения используется модифицированный алгоритм Брезенхема, в которомувеличено число градаций с 2 до 16. Число градаций принято в соответствии ссовременными возможностями электронной бумаги [25; 55; 56].53Результат работы второго этапа представлен на рисунке 3.6 — сформированный управляющий сигнал на электродах дисплея с учетом пространственногоусреднения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
