电子出题 今日印刷4/1994 随机网点技术 北京印刷学院王殿玉 Frequency-modulated screening is also called stochastic or random screening Unlike traditional processes FM screening modulates dot frequency,not dot size ,and the pattern is random.The more dots,the higher the image density. FM screening produces sharper images in photographic quality with no rosette or moire effects.Screen angle is irrelevant FM screening technology is suited for waterless offset printing. 随机网点也称调频网点，它是随若彩色桌面系统在这种情况下，需要用介质上的很多点连成的一小块面积 (DTP)的发展和无水胶印的出现而兴起的一种新的网点技来表示一个多值的像素，这小块面积就是网点，因此我们可 术。与通常的网点相比，它具有以下优点：①可获得高保真以说，多值图像在具有二值输出能力的介质上输出，一定要 彩色图像，即Hi-Fi color;②无龟纹、错网问题；③图像清用网点，即点对面的输出。只具有二值输出能力的输出设备 晰。因此，它越来越受到重视。 有针式打印机、激光打印机、喷墨打印机等。激光照排机和 要清随机网点的原理，先要从网点的表示入手。 电分机的记录装置也是二值输出设备，只不过这里是把光 点记录在感光材料上。当然，二值图像（每个样本量化成二 网点的表示 个值)在二值输出设备上输出时，也不需要网点，可以点对 首先要提出的问题是什么叫网点？数字图像输出为什点的输出。 么要用网点？不用行不行？为搞清这些问题，下面简要地从 网点要在网格之内形成，因此，每一个像素都要对应输 数字图像输出谈起。 出介质上的一个大小相同的网格，而网格内网点的大小则 画面经各种扫描仪扫描或经数字摄像机摄像之后，便取决于该像素值的大小。 成了具有一定格式的数字图像，每一个数值表示图像中相 网格就是由固定大小的许多方格组成，也可称为点阵。 应位置的采样点的光强。灰度图像（也称多值图像）中，一个如要用64灰级输出图像，其网格可以用8X8的小方格构 样本值量化成很多级，带用256级，每一个采样点称作一个成，或称8×8的点阵。网格中的每一个小方格称作一个网 像素。 格元素，或称为点(dot),但常称作元素(cell),它对应于输 多值图像输出是否需要网点视输出介质的表现能力及 出设备的最小输出单元，通常是一个点(dot)。 输出的方式而定，如果输出介质上的一个点(dot)可以表示 调幅网点与调频网点 多个深浅不同灰度，这种输出方式称多值输出方式，在这种 情况下，多值图像的输出就不需要网点，例如在模拟图像监 调幅网点 视器上输出图像。不幸的是绝大多数的图像输出都不具备 调幅网点是以网格中心元素为基础，随着像素值的增 这种能力，如在白纸上印刷黑色油墨，有型则黑，无墨则白，大而以一定形状向外扩展的点群。在一个8×8的网格上， 只有黑白二种颜色，即二值的输出能力，因此不能把具有多输出为五成点时的椭圆网点如图1。 值的一个像素在一个具有二值输出能力的点上表示出来， 54 C 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.cnki.net
电 寻 酱 版 今 日 印刷 ! ∀ ∀ 随机网点技术 北 京印刷 学院 王殿玉 #∃% & ∋ % ( %) 一 ∗ + , ∋ −. /% , 0 % ∃% ( 1( 2 !3 . −0 + % . −−%, 0 /+4 5. 0/16 + ∃ ∃. ( , + ∗ 7 4 ∃% % ( 1( 2 8 9( −1: % /∃. , 1/1+ ( . −;∃+ % % 0 0 % 0 # % , . ( , /5% ;. //% ∃( !3 ∃. ( ,+ ∗ 。 ? 5% ∗ + ∃% ,+ /0 , /5 % 512 5% ∃ /5% 1∗ . 2 % ,≅ ( 0 1/) 8 #< 0 % ∃% ( 1( 2 ;∃ +, ∋ 4 % 0 0 5. ∃;% ∃ 1∗ . 2 % 0 1( ;5+ /+ 2 ∃. ;51% & ∋ . −1/) Α 1/5 ( + ∃+ 0 % //% + ∃ ∗ + 1∃亡% ==% % /0 8 7 4 ∃% % ( . ( 2 −% !3 1∃∃% −% Β . ( / 8 「< 74 ∃% ( 1( 2 /% 4 5( + −+2 ) 矛3 0∋ 1/%, 枷 Α . 橱−%0 0 Χ ==0 % / ;∃每( /石(2 · 随 机 网 点 也 称 调 频 网 点 , 它 是 随 着 彩 色 桌 面 系 统 ΔΕ ? ;Φ 的发展和无水胶印 的出现而 兴起 的一种 新的网点技 术 。 与通 常的网点相 比 , 它具有以下优点 可获 得高 保真 彩 色图像 , 即 一 ! 。 ∀# ∀ ∃ % & 无 龟纹 、 错 网问题 % ∋ 图像 清 晰 。 因此 , 它越来越 受到重 视 。 要清随机网 点的原理 , 先要从 网点的表示入手 。 网 点 的 表 示 首先要提出的间题是 什么 叫网点( 数字 图像输 出为什 么要用网点( 不用行不行( 为搞清这些问题 , 下 面简要地 从 数字图像输出谈起 。 画面经各种扫描 仪扫描或经 数字摄像机 摄像 之后 , 便 成 了具有一 定格 式的数字 图像 , 每 一个 数值表示 图像 中相 应位置的采样点的光强 。 灰度图像 ) 也称多值 图像∗ 中 , 一个 样本值量化成很多级 , 常用 +,− 级 , 每一个采样点称作 一个 像素 。 多值 图像输 出是否需要 网点视输 出介质 的表现能 力及 输出的方式而定 , 如果输出介质上 的一个 点 ) .∀/ ∗ 可以 表 示 多个深浅不 同灰度 , 这种输 出方式称 多值输 出方式 , 在这种 情况下 , 多值 图像 的输 出就 不需要 网 点 , 例如在模拟 图像监 视器上输 出图像 。 不幸的是绝大多数的图像输 出都不具备 这种能力 , 如在 白纸上印刷黑色油墨 , 有墨则黑 , 无 墨则 白 , 只有黑 白二种颜色 , 即二值 的输 出能 力 , 因此不能把具有 多 值的一个 像素在一个具 有二值输 出能力的点 上表示 出来 , , 0 在这 种情况下 , 需要 用介质上 的很多点连 成的一 小块面积 来表示一个多值 的像 素 , 这小块面积就是 网点 。 因此我们可 以 说 , 多值图像在具有二值输 出能力的介质上输 出 , 一定要 用 网点 , 即点对面的输 出 。 只具有二值输出能力的输 出设备 有针式打印机 、 激 光打印机 、 喷墨打 印机 等 。 激 光照排机和 电分机 的记录 装置也是二 值输 出设 备 , 只不过这里是 把光 点记录在感光材料上 。 当然 , 二值图像 ) 每个 样本量化成二 个值 ∗ 在二值 输 出设备 上输 出时 , 也 不需要 网点 , 可 以 点对 点的输 出 。 网点要在 网格之 内形成 , 因此 , 每一个像 素都 要对应输 出介质 上的一个大 小相 同的网格 , 而网格 内网点的大 小则 取决于该像素值的大小 。 网格就是 由固定大小的许多方格组成 , 也可称为点 阵 。 如要用 −0 灰级 输出 图像 , 其 网 格可 以用 1 2 1 的小方 格构 成 , 或称 1 2 1 的点阵 。 网格 中的每一个小方格称作 一个网 格 元素 , 或称 为点 ) . ∀/ ∗ , 但 常称作 元素 ) 34 5∗ , 它对 应 于输 出设备的最小输 出单元 , 通常是一个点) .∀ / ∗ 。 调 幅 网 点 与 调 频 网 点 调 幅网点 调 幅 网点是 以 网格 中心元素 为基础 , 随着像 素值 的增 大而 以 一定形 状向外扩展的点群 。 在一个 1 2 1 的网格上 , 输 出为五成 点时的椭圆 网 点如图 6 。
今日印刷4/1994 电子出版 111 1 困164灰级的网格和椭圆网点 困2一个像值为5的随机网点 图1中共有64个方格称64cell,每个cell的值是二值， 随机数产生的原理 0或1，而网点就是由其值为1的那些cell构成的图案，空 随机数多采用乘同余法的伪随机，产生随机数的递推 白的cell值为0。 公式如下： 调幅网点的特点是按人为的规定来构成，如当像素值 Xi+1=ax:(modm） 为0时，网格中所有的cll值都是0，当像值为1时，设定只 即下一个随机数是上一个随机数乘以a对m取余得 有中心的一个cell为1其它为0，随着像值的加大，网点则到的。 以中心cel为基础以一定形状向外扩展，其形状是人为事 式中的m=2,j是正整数，m实际上是能产生的随机 先设计好的。网点的大小，即网格中由值为1的cl所构成数的周期，要求的随机数周期要比能产生的随机数周期要 的面积，也称网点的幅度，是受像素值的大小控制的，因此小，一般取要求的随机数周期为m/4。 它称为调幅网点。 或中的系数a一般取与a≌2立最接近的值同时又满足 调频网点 公式a=8K士3，K为任意正整数， 也假定图像以64级输出，每个像素对应一个8×8的 例如，要产生36个值为0~36的周期性随机数，则m 网格，但网格中其值为1的c©l不是集中在网格的中心，而=4×36-144，根据公式m=2,即m=2=128,所以j=7。 是随机的分布在网格中，当像素值较小时，这些值为1的 计算系数a: cel相互不连接。一个像素值为5，在8×8网格内构成的随 由a=2克=23.5=11，又由a=8K±3，则K=[(11+ 机网点如图2。 3)/8]=1,k是正整数。所以a=8×1土3=11：则产生周期 如果下一个像素值还是5，则产生的随机网点可能又为36的随机数递推公式为： 不一样，即是随机的。 X+1=11·X(mod128) 由于在网格中，其值为1的cell的位置是随机产生的， 符合要求的随机数是36以内，但实际产生的随机数却 所以称这种网点为随机网点。网格中其值为1的cl的个是在128以内，就是说所产生的随机数会有很多超出36而 数受像索值控制，所以这种网点又称调频网点。调频网点在不符合要求，遇到产生的随机数不符合要求时，则需重新产 网格中没有固定形状，因此不会出现错网和龟纹问题。 生，有时连续几次产生的随机数都达不到要求，这就降低了 随机数发生器的工作速度。但又不能减小m,如把m减少 随机面数 到36，这样做虽然产生的随机数满足了范围的要求，但又 随机网点网格中每个值为1的ce1的位置是由随机函 会出现另外的一个问题，就是重码。重码就是形成同一随机 数产生的随机数来决定的，因此一个随机函数产生器的好 网点过程中出现相同的随机数，重码也是不符合要求的，遇 坏直接影响随机网点，随机函数产生器产生的随机数要快， 到重码也要重新产生随机数，要兼顾随机数的范围及重码， 要真正具有随机性。 所以不可选得过大，也不可选得过小。 产生随机数的方法很多，可以用各种计算机语言中提 随机网点的实现 供的随机函数，如C语言、BASIC及Quick BASIC语言中 都提供了随机函数。 网格中随机网点的dot个数，即网格中值为1的cel的 55 C 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.cnki.net
今 日 印刷 ! ∀ ∀咬 电鑫寻续幽弃爆 同口口口口口口口 口 − − 口 口 日 ! ! ! ! 曰 曰 − ! ! ! − 口 曰 ! ! ! − ! 门 日 ! ! ! ! ! 口 日 ! ! ! 日 口口口口口口口口 口曰门口口口口口 口 口 ! 口 口 习 口 口 口 口 口 巨 口 口 口口口 口口 图 ! ≅ 灰级 的 网 格和椭 圆网 点 图 Γ 一 个像值 为 3 的 随机 网 点 图 ! 中共有 ≅ 个方格 称 ≅ 4% ( , 每个 4% − 的值是二值 , + 或 − , 而 网点就是 由其 值为 ! 的那些 。 %− 构 成 的图案 , 空 白的 % % −−值为 。 。 调幅网点 的特点是按 人为的规 定来构成 , 如 当像素值 为 。 时 , 网格 中所有的 4% ( 值 都是 。 , 当像值为 ! 时 , 设 定只 有中心的一个 4 %− 为 ! 其它 为 。 , 随着像 值的加大 , 网点则 以 中心 。 %− 为基础 以 一定形 状向外 扩展 , 其形状 是人 为事 先设计好的 。 网 点的大 小 , 即 网格 中由值 为 ! 的 4% 9 所构成 的面积 , 也称 网点的幅度 , 是受像 素值的大 小控制 的 , 因此 它称为调幅网 点 。 调频网点 也假定 图像 以 ≅ 级输 出 , 每个像 素对应 一个 Η Ι Η 的 网格 , 但 网格 中其值 为 ! 的 4% ( 不是集 中在 网格的 中心 , 而 是随机 的分 布在 网格 中 , 当像素 值较 小时 , 这 些值为 ! 的 4% ( 相互不连接 。 一个像素值为 3 , 在 Η Ι Η 网格 内构成 的随 机网 点如图 Γ 。 如果下 一个像 素值还是 3 , 则产生 的随机 网点 可能 又 不一样 , 即是随机 的 。 由于在网格 中 , 其值为 ! 的 4 %− 的位 置是随机产 生的 , 所以 称这种 网点为 随机网点 。 网 格 中其值 为 ! 的 4% ( 的个 数受像素值控制 , 所 以这种 网点又 称调频 网点 。 调频 网点在 网格中没有固定形状 , 因此 不会 出现错网和龟纹 问题 。 随机 函 数 随机网点网 格 中每个 值为 ! 的 4 %− 的位置是 由随机函 数产生 的随机数来决 定的 , 因此一个 随机 函数 产生器 的好 坏直接影响随机 网点 , 随机 函 数产生器产生的随机数要快 , 要真正具有随机性 。 产生随机 数的方法 很多 , 可以 用各 种计算机 语言 中提 供的 随机函 数 , 如 6 语言 、 ϑ Κ 7Λ 6 及 Μ ∋ 14 : ϑ Κ 7Λ 6 语 言中 都提供了随机函 数 。 随机数产生 的原理 随 机数多采 用乘 同余 法的 伪随机 , 产 生随机 数的递 推 公式如 下 Ν 、Ο 1 Π . Ι 1 Δ∗ + , ∗ Φ 即 下一个 随机数 是上 一个随 机数 乘以 . 对 ∗ 取余得 到的 。 式 中的 ∗ 一 ΓΘ , Θ是 正整数 , ∗ 实 际上是 能产生 的 随机 数的周 期 , 要 求 的随机数周期 要 比能产 生的 随机数周期 要 小 , 一般 取要求的随机数周期 为 ∗ 。 或 中的系数 。 一般取与 。望 Γ专最接近 的值同时 又 满足 公式 . Ρ 7 Σ 士 Τ , Σ 为任意正整数 。 例 如 , 要 产生 Τ≅ 个 值为 。一 Τ≅ 的周 期性 随机数 , 则 ∗ Π 火 Τ ≅ 一 ! , 根据公式 ∗ Π ΥΘ , 即 ∗ 一 Γ , 一 ! Γ Η , 所 以 ΘΠ ς 。 计算 系数 . 由 . 一 Γ音Ρ Γ Τ 3 一 ! ! , 又 由 . 一 0Σ 士 Τ , 则 Σ 一 Ω Δ! ! Ο Τ Φ Η 〕一 ! , : 是 正整数 。 所以 . Ρ Η Ν Λ 士 Τ 一 ! ! Ξ 则产 生周期 为 Τ ≅ 的随机数递推公式为 Ν 1Ο , Π ! ! 8 Ν 1 Δ∗ + , ! Γ Η Φ 符合要求 的随机数是 Τ≅ 以 内 , 但实际产生 的随机 数却 是在 ! ΓΗ 以 内 , 就是说所产生 的随机数会 有很 多超 出 Τ≅ 而 不符合要求 , 遇到产生的随机数不符合要 求时 , 则需重新产 生 , 有时连续几次产生的随机数都达不 到要求 , 这就 降低 了 随机数发 生器 的工作速度 。 但 又 不能减 小 ∗ , 如把 ∗ 减少 到 Τ≅ , 这 样做 虽然产 生的 随机 数满 足 了范 围 的要求 , 但 又 会 出现 另外 的一个 间题 , 就是重码 。 重码就是形成 同一 随机 网 点过程 中出现相 同的随机 数 , 重码也是不符合要 求的 , 遇 到重码也要重新产 生随机数 。 要兼顾 随机数的范围及重码 , 所以 ∗ 不可选得过大 , 也不可选 得过小 。 随 机 网 点 的 实 现 网格 中随机 网 点的 , +/ 个 数 , 即 网格 中值为 ! 的 4% 9 的 3 3
电子出题 今日印刷4/1994 个数是与对应于该网格的像素值大小相对应的，像素值越生全部所要求的随机数，在这种情况下，应停止调用函数， 大，dot数越多。要实现把像素值变成网格中随机分布的根据所缺dot数，人为地按一定规律补齐。这种人为的补点 dot,首先要把网格中每个c编上号，每次随机函数产生产生的随机网点称伪随机网点，因为它不是完全随机的。伪 的随机数，根据其值使对应编号的cll置l,例如像素值为随机网点只有当像值较大时才出现，但由于伪随机网点加 5,则需连续五次甚至大于五次调用随机函数，每次产生一入了人为的因素，人为的总是有规律的，这样会降低图像质 个随机数，使网格中对应的编号的cl置1，因每次的随机量，可以采取一些措施尽量减少人工的痕迹。 数是随机的，产生的dot在网格上的位置也是随机的，则图 图3就是以36灰级60dpi在针式打印机上输出的随 像值5变成网格上随机分布的五个do。如果产生的随机数机网点图像。仔细观察，在灰值较高时（这里打的是阴图，灰 超出输出灰级范围则需重新调用。如果后一次产生的随机值高点数多)会有纹理出现。一个好的随机网点产生器，就 数与前面的某个随机数相同，即重码，相应号码的cll已经是使产生的随机网点速度快，且纹理少。 是1了，则本次也无效，所以像值为5时有可能需要调用五 随机网点的适用范围 次以上随机函数。 伪随机网点 由于在网格中随机网点的dot基本上互不相连，每个 当像素值较大时，最后几次产生的随机数经常出现重点子(dt)又小，如以100灰级输出，则每个dot只有满点的 码，或出现超范围的随机数。例如，以36级输出图像时，如1%，如果用一般的印制机印刷很容易丢失，因一个随机网 果某像素值为34，在第30次以前可能比较顺利，到第30点上有很多孤立的dt,所以，在同一个随机网点上有可能 次以后几乎每次调用随机函数都产生重码或超范围的码， 丢失很多dot,因此随机网点适于无水印刷，或者在能印刷 即重新调用的次数显著增加，甚至调用次数再多也无法产 300~400网线的印刷机上印刷。 ▣ 图3用随机网点输出的部分图像 MEIJI 明治 印利橡皮布 新侨 印刷器材 有限公司 人 观 大成洋行 联合销售 民市结算 备现货 格齐备 新侨印刷器材有限公司代理 北京市方庄芳城园一区四号楼甲1305室 电话：(01)7617673 邮编：100078 56 C 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.cnki.net
电 寻 出 版 今 日 印刷 ! ∀ ∀ 个数是 与对应于 该 网 格的像 素值大小相对 应的 , 像素值 越 大 , , +/ 数越 多 。 要实 现把像 素值 变成 网格 中随机 分布 的 , +/ , 首先要把 网 格中每个 4% 9 编 上号 , 每 次随机 函 数 产生 的随机 数 , 根据其值 使对应编号 的 4 %− 置 ! , 例 如像素值 为 3 , 则需连续五次甚 至 大于五次 调用随机 函 数 , 每次产 生一 个 随机 数 , 使 网格 中对 应的编号 的 4% ( 置 ! , 因每次的 随机 数是 随机的 , 产生的 ,+/ 在 网 格上的位置也是 随机的 , 则图 像值 3 变成 网格上 随机分布 的五个 , +/ 。 如果产生的 随机数 超 出输 出灰级范围则需重新调用 。 如果后一次产生 的随机 数与前面的某个随机数相 同 , 即重 码 , 相应号码 的 4 %− 已 经 是 ! 了 , 则本次也无效 , 所以像值为 3 时有可能需要调 用五 次以 上随机函 数 。 伪随机网点 当像素值较 大时 , 最后几 次产生 的随机数经 常出现 重 码 , 或出现超范 围的随机 数 。 例如 , 以 Τ≅ 级输 出图像时 , 如 果某像 素值 为 Τ , 在 第 ΤΨ 次以 前 可能 比较 顺 利 , 到 第 ΤΨ 次以 后几 乎每次调 用随机 函 数都产生重码 或超 范围的码 , 即重新调 用的次数 显著增 加 , 甚 至调 用次数再 多也无 法产 生全部 所要求 的随机数 , 在这 种情况 下 , 应停 止调 用函 数 , 根据所缺 ,+ / 数 , 人为地按一定规律 补齐 。 这种 人为的补点 产生的随机 网点称 伪随机 网点 , 因为它 不是 完全随机的 。 伪 随机 网 点只 有 当像值较大 时才 出 现 , 但 由于 伪随机网点 加 入了人为的 因素 , 人为的总是有规律 的 , 这样会 降低 图像质 量 , 可 以 采取一些措施尽量减少人工的痕迹 。 图 Τ 就 是 以 Τ≅ 灰级 ≅ + , Ζ 1 在针 式打 印机 上输 出 的随 机网 点图像 。 仔细观察 , 在灰值较 高时 Δ这 里打的是阴 图 , 灰 值高点数多 Φ会有纹理 出现 。 一个好 的随机 网点产生器 , 就 是使产生的 随机 网点速 度快 , 且纹理少 。 随 机 网 点 的 适 用 范 围 由于 在 网格 中随机 网点 的 , +/ 基本 上互 不相连 , 每个 点子 Δ, +/ Φ又 小 , 如以 ! Ψ 灰级输 出 , 则每个 , +/ 只 有满点的 ! [ , 如果 用一般 的印刷机 印刷很容 易丢失 , 因 一个随 机网 点上有很 多孤立 的 ,+ / , 所以 , 在同一个 随机 网 点上有 可能 丢失很 多 ,+ / , 因此 随机 网 点适 于无水 印刷 , 或 者在能 印刷 Τ Ψ Ψ Ρ Ψ 网线的印刷机 上印刷 。 口 拱 , 宾券之共井鑫 像 图 Τ 用随机 网 点 输 出 的 部分困 黯即刷像庆布 嘴魏齐备 、 以朴 一 时率卿 新游 印刷器材 有限公 司 犬麟洋千于 联合销售 母 新侨印刷器材有限公司代理 汀篮军 一 丫 一 3 ≅ 竺