Earticle

본 논문에서는 디지털 하프토닝에 있어 오류 확산 기법에 사용되는 스캔 경로를 랜덤 플러드 필에 기반하여 생성하는 새로운 방법을 제안한다. 플러드 필 알고리즘은 특정한 지점에서 연결된 영역을 재귀적으로 방문하며 채워주는 데 사용된다. 여기에 항상 일정한 순서로 채우는 특성에 랜덤을 도입하여 스캐닝 알고리즘으로 사용하였다. 이러한 영상 스캔 방법은 기존의 규칙적인 스캔 방법들에서 발생하는 인위적인 패턴의 발생을 억제해 준다. 기존의 오류 확산 기법과 적용된 영상의 비교를 통해 제안된 알고리즘의 특성을 분석한다.

In this paper we proposed new digital halftoning method which makes scanning path using random flood fill algorithm for error diffusion technique. The flood fill algorithm is used to fill regions connected with specific point recursively. We adapted this scanning algorithm modifying by randomness. This image scanning methods prevent artifacts from previous scanning methods. We analyzed characteristics of proposed algorithm by comparing previous error-diffusion method.

In this paper, a new error diffusion method is proposed that provides high quality ED results. The goal of half-toning method is to quantize each pixel to one bit binary pixel. The proposed error diffusion method is based on half toning method, which is known as Floyd and Steinberg’s filter. To expedite processing time, the denominator of the proposed method is chosen in 2k form, where k is integer number. Therefore, the method is faster than the previous methods, while preserving simplicity. Experimental results show that the obtained red, green, blue channels and color images look satisfactory for viewer.

In this paper, we proposed a new error diffusion filter construction method for digital halftoning with random space-filling curve. A random space-filling curve is introduced to incorporate some randomness for regular space-filling curve such as Peano curve and Hilbert curve. Since the round error is propagated to adjacent pixels whose output values have not been determined, the error diffusion filter is not fixed. So, error diffusion filter is determined dynamically according to those adjacent pixels and uniform distribution method about adjacent pixels or single pixel distribution along scanning curve path. We used interpolation technique to these two distribution method to get better quality haftoning results. We showed the experimental results of proposed method.

Computer-Generated Hologram (CGH) is made for three dimensional image of a virtual object. Error diffusion method is used for the phase quantization of CGH, and it is known to be effective to the image quality improvement of the reconstructed image. However, the image quality of the reconstructed image from the CGH using error diffusion method depends on the selection of error diffusion coefficient. In this paper, we derived the relational expression to obtain the error diffusion coefficient from the position of the input object and size of the input object for CGH. As a result, the method of this thesis was able to obtain an excellent reconstructed image compared with the case to derive the error diffusion coefficient from only the position of the input image.

디지털 해프토닝은 연속계조영상과 시각적으로 유사한 이진 영상을 얻기 위한 방법이다. 이러한 해프토닝 방법 중에서 오차 확산 해프토닝은 다른 해프토닝 방법에 비해 우수한 화질을 보이지만 에지가 흐려지는 단점이 있다. 이러한 단점을 개선하기 위해, 본 논문은 인간의 시각이 국부 평균 밝기를 인식하고 공간적인 작은 변화량을 인식하지 못하는 특성을 이용하여 에지를 강조하는 개선된 오차 확산 해프토닝을 제안한다. 제안 방법은 원 화소의 명암값과 $3{\times}3$ 블록의 평균 명암값과의 차이 값에 공간적 위치 값에 따른 가중치를 결합하여 국부 공간 변화량을 구한다. 그 후 정규화된 공간 활성도(local activity)에 평균 명암도를 곱하여 에지 강조 정보량(IEE : information of edge enhancement)을 구하여 IEE를 양자화기 입력에 더하여 에지를 강조한다. 컴퓨터 시뮬레이션은 제안 방법이 기존의 방법에 비해 영상의 에지가 강조되어 시각적으로 선명한 영상을 생성하며 물체의 경계가 잘 보존됨을 보여준다. 또한 거리에 따른 에지 상관도와 로컬 평균 일치도에서도 기존의 방법에 비해 개선된 결과를 보여준다.

Digital halftoning is the technique to obtain a bilevel-toned image from continuous-toned image. Among halftoning methods, the error diffusion method gives better subjective quality than other halftoning ones. But it also makes edges of objects blurred. To overcome the defect, we proposes the modified error diffusion to enhance the edges using the property that human vision perceives the local average luminance and doesn't perceive a little variation of the spatial variation. The proposed method computes a spatialactivity, which is the difference between a pixel luminance and the average of its $3{\times}3$ neighborhood pixels' Iuminance weighted according to the spatial positioning. The system also usesof edge enhancement (IEE), which is computed from the normalized spatial activitymultiplied by the average luminance. The IEE is added to the quantizer's input pixel and feeds into the halftoning quantizer. The quantizer produces the halftone image having the enhanced edge. The computer experimental results show that the proposed method produces clearer bilevel-toned images than conventional methodsand the edge of objects is preserved well. Also the performance of the preposed method is improved, compared with that of the conventional method by measuring the edge correlation and the local average accordance at some ranges of viewing distance.

The error diffusion is a good method to reconstruct the continuous tones of an image to the bilevel tones However the reconstruction of edge characteristic by the nor diffusion is represented work when power spectrum is analyzed fer display error. In this paper, we present an edge enhanced error diffusion method to preprocess original image to achieve the enhancement for the edge characteristic. The preprocessing algorithm consist of two processes. First the difference value between the current pixel and the local average of the surrounding pixel in original image is obtained. Second, the weighting function is composed by the magnitude and the sign of the local average. To confirm the effect of the proposed method, it is compared with the conventional edge enhanced error diffusion methods by measuring the radially averaged power spectrum densities (RAPSDs) for their display errors. The comparison result demonstrate the superiority of the proposed method over the conventional ones.

In the printer and the facsimile communication, digital halftoning is extremely important technologies. Error diffusion method is applied easy for color image halftoning. But the problem in error diffusion method is that a quite unrelated color has been generated though it is necessary to express the area of the grayscale in the black and white when the image that there is an area of the grayscale on a part of the color image is processed. The halftoning was assumed to be a combinational optimization problem to solve this problem, and the method of using SA (Simulated Annealing) was proposed. However, new problem existed because the processing time was a great amount compared with error diffusion method. Then, we propose the new error diffusion method.

PDP(plasma display panel) represents the gray levels by the pulse number modulation technique that results in undesirable dynamic false contours on moving images. This paper proposes a LUT(Look-up table) based error diffusion algorithm for reduction of the dynamic false contours. A quantitative measure of the dynamic false contours is defined first. The measure of the dynamic false contours is calculated through simulation of every gray level combination of two consecutive frames. Based on the calculated measures, a modified gray level for a pair of gray levels of two consecutive frames is chosen to reduce the dynamic false contours. The chosen gray levels serve as contents of a gray level conversion LUT. Given a pair of gray levels of two consecutive frames, the gray level of current frame is modified based on the gray level conversion LUT. The new gray level is displayed on PDP. An error diffusion algorithm is, then, applied to compensate for the differences in the gray levels.

A computer-generated hologram(CGH) is made for three-dimensional image reconstruction of a virtual object which is a difficult to irradiate the laser light directly. One of the adverse effect factors is quantization of wave front computed by program when a computer-generated hologram is made. Amplitude element is not considered in Kinoform, it needs processing to reduce noise or false image. So several investigation was reported that the improvement of reconstructed image of Kinoform. Means to calculate the most suitable complex amplitude distribution are iterative algorithm, simulated annealing algorithm and genetic Algorithm. Error diffusion method reconstructed to separate the object as for the noise that originated in the quantization error. So it is efficient method to obtain high quality image with not many processing.

We consider a jump-diffusion model generated by a Levy process for an asset price. We present an error estimate for the option prices between the jump-diffusion model and the Black-scholes model when the former converges weakly to the latter.

고품질의 액정디스플레이를 개발하는데 있어서 제일 중요한 기술은 빛을 반사하는 망점의 균일한 분포를 갖는 도광판(BLU)을 만드는 것이다. 망점의 균일한 분포는 연속계조 영상을 이진영상으로 해프토닝하는 방법을 통해 만들고 있다. 여러 해프토닝 방법들 중에서 주거리 기반의 오차확산 기법이 균일한 망점의 분포를 보여주고 있다. 그러나 이 방법은 각 화소의 주거리 범위가 주위 하소의 주거리와 겹치거나 틈이 많이 벌어지는 문제가 발생하게 된다. 이에 본 논문에서는 주거리 기반의 오차 확산 방법을 개선한 가변적 주거리 기반의 오차 확산 방법을 제안한다. 해당 화소 및 주변 화소의 주거리를 활용한 가변적 주거리를 정의하며 주거리는 방향에 따라 다른 값을 가지게 된다. 이 가변적 주거리 알고리즘은 망점들 간의 간격에 대한 고른 분포를 얻을 수 있게 되었다.

The key technology for developing high quality LCDs is about manufacturing BLUs with homogeneous dot distributions. Commonly, homogeneous dot distributions are obtained by the halftoning methods which convert a gray-scale image to a binary image. Among many halftoning algorithms, the error-diffusion technique based on the principle distance is known to show homogeneous dot distributions. However, this technique has a drawback; the extent of the principle distance at each pixel with respect to those of the neighboring pixels can be too small or big creating a gap or overlap. In this paper, we propose a new error diffusion algorithm based on the variable principle distance which improves the existing error diffusion technique based on the principle distance. The variable principle distance at a given pixel is calculated with gray-scale values of the pixel and its neighbors and thus the principle distance value is variable depending on the direction from that pixel. This variable principle distance technique helps BLUs obtain homogeneous dot distributions.

There is asymmetric in horizontal and vertical side of PDP cell. Every vertical line has BM(Black Mask) to improve luminance contrast. When error diffusion is processed in PDP system, these problems make an error bigger. In 4 inch PDP system, every red, green, blue color of test pattern is presented and each luminance is measured. That is called horizontal(H), diagonal right(R), diagonal left(L) and vertical(V). In red channel, high luminance descending order is V-H-R-L. In green channel, V-H-L-R. In blue channel, V-M-R=L. After average luminance of each direction is calculated. new weighted error diffusion(Weighted ED) is proposed. In digital image signal processing, the error in weighted ED is differ from ED's. The image of weighted ED is more less error compare to conventional ED and close to original image. As the gray level linearity and big size panel is adopted, weighted ED could produce good image.

본 논문에서는 원영상의 주파수특성 성형에 의한 오차확산 영상이진화 기법을 제안하였다. 오차확산에 의한 영상이진화 처리에서 이진화영상에 내재하고 있는 에지정보의 열화를 감쇄하기 위한 방법으로 원영상의 주파수특성을 활용하는 기법을 도입하였다. 주파수특성은 원영상에서 수평방향과 수직방향으로 얻고, 이들 각각에 가중치를 부여하였다. 수평과 수직의 주파수특성을 성형한후, 영상이진화 기법에서 양자화처리 수행시 이를 활용하였다. 주파수특성 성형을 위한 필터는 2종을 제안하여 적용하였다. 제안한 필터를 적용한 오차확산 영상이진화 처리를 수행한 후, 실험결과를 고찰시 이진화영상의 평탄영역은 기본특성을 유지하면서 에지정보의 특성이 부각되는 주관적인 화질특성이 얻어짐을 확인할 수 있었다.

연속 계조도 영상을 이진 영상(하프톤 영상)으로 변환하는 하프톤 기법중 대표적인 두 방법은 순차적 디더법과 오차 확산법이 있다. 이 중에서 오차확산법은 예리한 하프톤 영상을 얻기위한 우수한 하프톤 기법으로 잘 알려져 있다. 그러나 알고리듬에 기인하는 여러 인공잡음들이 발생하므로 이를 개선하기 위한 방법으로 최적의 필터 계수를 얻기 위한 많은 연구가 진행되었다. 본 논문에서는 연속 계조도 입력 영상과 하프톤 영상사이의 양자화 오차를 영상에 적응적이며 최적으로 확산시키기 위해 양자화 오차를 초기 가능성의 퍼지 부분 집합으로 정의하였다. 이러한 퍼지 부분 집합의 중심화소에 대해 이웃한 화소의 오차 가능성을 고려한 후 FAM 규칙을 이용하여 각각 화소들의 오차 가능성을 영상에 따라 적응적으로 갱신하였으며 이를 원영상에 더하여 다시 양자화 과정을 번복하는 퍼지 이완 알고리듬을 이용한 오차 확산법을 제안하였다. 제안한 방법을 이용하여 얻은 결과를 최적 필터 계수를 구하기 위한 기존의 방법의 결과 영상과 비교 분석하였다.

In this paper, we propose an error diffusion image halftoning technique based on the noise spectrum shaping. The new technique can arbitrarily control the shape of the display error spectrum whereas conventional halftoning algorithms have been known to minimize dc errors only in which case edge information cannot be properly rendered. As a method for estimating the error diffusion coefficients, a least mean square (LMS) approach is adopted.

연속 계조 영상을 이진 영상으로 변환하는 방법을 해프토닝이라 한다. 이와 같은 해프토닝 방법 중 오차확산법은 연속 계조 영상을 이진 영상으로 표현할 때 우수한 화질을 보이지만 에지 영역에서는 에지 정보가 흐려지는 특성이 있다. 이를 개선하기 위해 원영상의 국부적인 공간 정보를 이용하여 에지를 강조하는 방법을 제안한다 제안 방법은 인간의 시각이 한 점을 인식하지 않고 국부 평균을 인식함을 고려하여 한 화소와 인접 화소의 평균을 이용한 비율 값을 국부 평균에 가중치로 적용하고 에지 강조 정보량(EEI : Edge enhancement information)을 구한다. 이때 국부 평균에 적용되는 가중치는 원 화소와 3$\times$3 블록의 평균과의 차이 값과 공간 활성도(LAM : Local activity measure)의 비율을 이용하여 계산된다 공간 활성도는 국부 공간의 변화량을 표현하는 척도로 3$\times$3 블록의 평균과 블록의 화소의 차이 값의 제곱의 합으로 구한다 EEI를 양자화기 입력에 더하여 해프톤 영상의 에지를 강조한다. 제안 방법의 성능은 에지 상관도 평가 함수로 평가했으며 제안 방법을 영상에 적용한 결과 이진 영상의 에지가 강조되어 시각적으로 선명한 결과를 보이며 미세한 에지도 잘 보존되었다. 또한 눈에 거슬리는 규칙적 패턴도 줄어 개선된 화질을 보여주었다.

Digital halftoning is a process to produce a binary image so that the original image and its binary counterpart appear similar when observed from a distance. Among digital halftoning methods, error diffusion is a procedure for generating high quality bilevel images from continuous-tone images but blurs the edge information in the bilevel images. To solve this problem, we propose the improved error diffusion using local spatial information of the original images. Based on the fact that the human vision perceives not a pixel but local mean of input image, we compute edge enhancement information(EEI) by appling the ratio of a pixel and its adjacent pixels to local mean. The weights applied to local means is computed using the ratio of local activity measure(LAM) to the difference between input pixels of 3$\times$3 blocks and theirs mean. LAM is the measure of luminance changes in local regions and is obtained by adding the square of the difference between input pixels of 3$\times$3 blocks and theirs mean. We add the value to a input pixel of quantizer to enhance edge. The performance of the proposed method is compared with conventional methods by measuring the edge correlation. The halftone images by using the proposed method show better quality due to the enhanced edge. And the detailed edge is preserved in the halftone images by using the proposed method. Also the proposed method improves the quality of halftone images because unpleasant patterns for human visual system are reduced.

그레이스케일 영상을 이진 영상으로 변환하는 방법을 해프토닝이라 한다. 이런 방법 중 오차확산방법은 그레이스케일 영상을 이진 영상으로 표현할 때 우수한 화질을 보이지만 웜 현상, 뭉쳐짐 현상 등의 단점이 있다. 이런 단점을 보완하는 방법 중 하나가 임계값 변조 방법이다. 본 논문에서는 영상의 국부적인 특성을 고려한 임계값 변조치를 적용한다. 먼저 원영상과 해프토닝 영상의 선형이득을 이용해 평탄영역에 대한 오차를 최소화하는 임계값 변조치를 구한다. 그리고 이 값들에 경계정보에 따른 보정 값을 주어 경계영역을 표현한다. 제안방법은 해프토닝시 발생하는 오차를 줄여 오차로 인해 발생하는 영상내의 뭉쳐짐 현상과 웜 현상 등을 최소화하여 기존의 방법에 비해 더 좋은 화질을 얻을 수 있다.

Halftoning of gray-scale image is a process to produce a binary image. The error diffusion halftoning method produces high qualify binary image but that has some defects such as sharpening and directional artifacts. We propose the threshold modulation to reduce such defects. The proposed algorithm uses thresholds reflecting local characteristic of image. We calculate thresholds which minimize errors of flat region of each gray-scale level by using a linear gain between original image and error-diffused image and then represent edge by compensating thresholds in proportion to edge information. The proposed method improves on halftone quality by minimizing an error which cause sharpening and directional artifact.

본 논문에서는 영상의 국부적인 특성을 고려한 임계값 변조치를 적용한다. 먼저 원영상과 해프토닝 영상의 선형이득을 이용해 평탄영역에 대한 오차를 최소화하는 임계값 변조치를 구한다. 그리고 이 값들에 경계정보에 따른 보정값을 주어 경계영역을 표현한다. 제안방법은 해프토닝시 발생하는 오차를 줄여 오차로 인해 발생하는 영상내의 뭉쳐짐 현상과 웜 현상 등을 최소화하여 기존의 방법에 비해 더 좋은 화질을 얻을 수 있다.

The error diffusion is good for reproducing continuous image to binary image. However the reproduction of edge characteristics is weak in power spectrum analysis of display error. It is suggested for us an edge-enhanced error-diffusion method that is included pre-processing algorithm for edge characteristic enhancement. Pre-processing algorithm is organized horizontal and vertical directional 2nd order differential values and weighting function of pre-filter. The improved Error diffusion using pre-filter, presents a good results visually which edge characteristics is enhanced. The performance of the proposed algorithm is compared with that of the conventional edge-enhanced error diffusion by measuring the RAPSD of display error, the egde correlation and the local average accordance.

오차확산법은 계조화상을 이진화상으로 재현하는 것이 우수하지만 이진화상에 상관패턴이 생긴다. 본 논문에서는 오차확산계수의 주파수 분석을 통해서 상관패턴을 제거하고 경계를 강조하는 새로운 오차확산계수를 제안한다. 주목화소의 앞줄은 경계를 강조하도록 확산계수를 정하고 주목화소의 앞화소의 확산계수를 계수들이 대칭이 되도록 정한다. 그리고 제안하는 오차확산계수는 1,2로 구성되어 있기 때문에 계산량이 작다. 실험을 통해서 제안하는 확산계수를 이용한 이진화상의 화질이 기존의 확산계수를 이용한 이진화상보다 우수한 것을 보인다.

Error diffusion is excellent for reproducing grey-scale images to binary images. The output of conventional error diffusion produces correlated pattern. In this paper, a new error diffusion coefficient set is proposed to reduce correlated pattern and to enhance edge through frequency analysis of the error diffusion coefficients. The error diffusion coefficients of the previous line are designed to enhance the edge. The error diffusion coefficient of the previous pixel of the current pixel is selected to symmeterize the coefficient set. Because the proposed coefficient-set consists of 1 and 2, a few computations are required. As results of experiments, it is shown that the binary image using the proposed coefficients have better quality than conventional ones.