一种羽化掩膜模板及其生成方法、装置、可读存储介质与流程

1.本发明涉及图像处理领域，具体涉及一种羽化掩膜模板及其生成方法、装置、可读存储介质。


背景技术：

2.数码喷印技术中的羽化方法是一种用于模糊由于导带运动误差而产生的图像打印中拼接不连续或拼接重叠的图像处理技术，羽化方法通常是生成一个由实到虚的掩膜模板对第一次打印数据的羽化区域进行相与计算，而后在第二次打印时使用与当前羽化膜板相反的膜板对上次打印数据的羽化区域进行相与计算，这样两次打印相互拼接时将能够较好的模糊过硬的打印拼接区域，保证图像不会严重失真。
3.因此，羽化掩膜模板的生成方法决定了对打印拼接区域处理效果的好坏，一种好的羽化掩膜模板应使拼接区域不易被人眼所查觉。现有技术中的羽化掩膜模板生成方法通常是采用基于误差扩散算法对指定高度的灰阶渐变图案进行半色调计算来生成一个二值点阵的掩膜矩阵，这种使用线性灰阶渐变图案的羽化掩膜模板生成方法存在羽化效果不佳的问题。
4.有鉴于此，提出本技术。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种羽化掩膜模板及其生成方法、装置、可读存储介质，能够有效解决现有技术中线性灰阶渐变图案的羽化掩膜模板生成方法存在羽化效果不佳的问题。
6.本发明公开了一种羽化掩膜模板生成方法，包括：
7.获取待处理的掩膜图像；
8.获取预设的s型曲线函数，所述s型曲线为灰阶值关于阶调的非线性单调函数；
9.根据预设的非线性s型曲线函数对所述掩膜图像上的每个像素点的阶调进行计算得到对应的灰阶值，以生成灰阶渐变图；
10.利用半色调算法对所述灰阶渐变图进行计算，生成羽化掩膜模板。
11.优选地，所述s型曲线函数的x轴为所述掩膜图像的阶调，所述s型曲线函数的y轴为所述灰阶渐变图的灰阶值，所述s型曲线函数包括第一曲线部分以及第二曲线部分，所述第一曲线部分为开口向上且斜率沿着x轴方向呈递增趋走向的曲线，所述第二曲线部分为开口向下且斜率沿着x轴方向呈递减趋走向的曲线，且所述第一曲线部分与所述第二曲线部分的形状相同。
12.优选地，所述第一曲线部分与所述第二曲线部分的连接点为曲线分割点p，所述曲线分割点的横坐标设置为所述掩膜图像阶调最小值和阶调最大值区间内的中间值。
13.优选地，当所述掩膜图像的像素点的阶调小于所述曲线分割点p的横坐标时，其对应的所述灰阶渐变图上的像素点的灰阶值由公式g＝r-(sqrt(r*r-l*l))计算得到，其中，l
是所述掩膜图像的像素点的阶调，r是所述s型曲线函数的曲线半径，所述曲线半径r为r＝p-1，g是对应的所述灰阶渐变图上的像素点的灰阶值。
14.优选地，当所述掩膜图像像素点的阶调大于等于所述曲线分割点p的横坐标时，其对应所述灰阶渐变图上的像素点的灰阶值由公式g＝r (sqrt(r*r-(255-l)*(255-l)))计算得到，其中，l是所述掩膜图像的像素点的阶调，r是所述s型曲线函数的曲线半径，所述曲线半径r为r＝255-p，g是对应的所述灰阶渐变图上的像素点的灰阶值。
15.优选地，所述半色调算法为蓝噪声阈值模板半色调算法。
16.优选地，所述蓝噪声阈值模板半色调算法采用void and cluster算法预生成。
17.本发明还提供了一种羽化掩膜模板生成装置，包括：
18.图像获取单元，用于获取待处理的掩膜图像；
19.s型曲线函数生成单元，用于获取预设的s型曲线函数，所述s型曲线为灰阶值关于阶调的非线性单调函数；
20.灰阶渐变图处理单元，用于根据预设的非线性s型曲线函数对所述掩膜图像上的每个像素点的阶调进行计算得到对应的灰阶值，以生成灰阶渐变图；
21.羽化掩膜模板生成单元，用于利用半色调算法对所述灰阶渐变图进行计算，生成羽化掩膜模板。
22.本发明还提供了一种羽化掩膜模板生成设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上任意一项所述的一种羽化掩膜模板生成方法。
23.本发明还提供了一种可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序能够被该存储介质所在设备的处理器执行，以实现如上任意一项所述的一种羽化掩膜模板生成方法。
24.综上所述，本实施例提供的一种羽化掩膜模板及其生成方法、装置、可读存储介质，当获取到等待被羽化处理的掩膜图像后，根据预设好的s型曲线函数对所述掩膜图像处理，计算得到所述掩膜图像上的每个像素点阶调的灰阶值，对应生成所述掩膜图像的灰阶渐变图，利用半色调算法对所述灰阶渐变图进行计算，生成羽化掩膜模板，所述s型曲线函数计算得到的灰度值可以使两个上下相补的羽化图案在相交时可以更平滑的过渡到中间不叠架区域，羽化效果更好，从而解决现有技术中线性灰阶渐变图案的羽化掩膜模板生成方法存在羽化效果不佳的问题。
附图说明
25.图1是本发明实施例提供的羽化掩膜模板生成方法的流程示意图。
26.图2是本发明实施例提供的羽化掩膜模板生成方法的s型曲线与线性直线对比示意图。
27.图3-1是本发明实施例提供的羽化掩膜模板生成方法的羽化掩膜模板示意图。
28.图3-2是本发明实施例提供的线性直线羽化掩膜模板生成方法的羽化掩膜模板示意图。
29.图4-1是本发明实施例提供的羽化掩膜模板生成方法的羽化区域叠加结果示意图。
30.图4-2是本发明实施例提供的线性直线羽化掩膜模板生成方法的羽化区域叠加结果示意图。
31.图5是本发明实施例提供的羽化掩膜模板生成装置的模块示意图。
具体实施方式
32.为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
33.以下结合附图对本发明的具体实施例做详细说明。
34.请参阅图1，本发明的第一实施例提供了一种羽化掩膜模板生成方法，其可由羽化掩膜模板生成设备(以下简称生成设备)来执行，特别的，由生成设备内的一个或者多个处理器来执行，以实现如下步骤：
35.s101,获取待处理的掩膜图像；
36.s102,获取预设的s型曲线函数，所述s型曲线为灰阶值关于阶调的非线性单调函数；
37.具体地，在本实施例中，所述s型曲线函数用于给出阶调至灰阶值的映射关系，从而将掩膜图像变换至灰阶渐变图。其中，所述s型曲线函数的x轴为所述掩膜图像的阶调，所述s型曲线函数的y轴为所述灰阶渐变图的灰阶值；所述s型曲线函数包括第一曲线部分以及第二曲线部分，所述第一曲线部分的斜率沿着x轴方向呈递增趋走向，所述第二曲线部分的斜率沿着x轴方向呈递减趋走向，且所述第一曲线部分与所述第二曲线部分的形状相同。其中，所述第一曲线部分与所述第二曲线部分的连接点为曲线分割点p，所述曲线分割点的横坐标设置为所述掩膜图像阶调最小值和阶调最大值区间内的中间值。
38.在一种具体的实现方式中，所述s型曲线函数的第一曲线部分的表达式为：g＝r-(sqrt(r*r-l*l))，第二曲线部分的表达式为：g＝r (sqrt(r*r-(255-l)*(255-l)))，当所述掩膜图像的阶调取值在所述s型曲线函数的第一曲线部分时，相应的需要使用所述公式g＝r-(sqrt(r*r-l*l))进行计算，当所述掩膜图像的阶调取值在所述s型曲线函数的第二曲线部分时，相应的需要使用所述公式g＝r (sqrt(r*r-(255-l)*(255-l)))进行计算，其中，l是所述掩膜图像的像素点的阶调，r是所述s型曲线函数的曲线半径，g是对应的所述灰阶渐变图上的像素点的灰阶值。
39.例如，以所述灰阶渐变图的灰阶值的区间取值为0到255，所述曲线分割点p的横坐标为128的s型曲线为例，s型曲线函数的x轴为所述掩膜图像的阶调，s型曲线函数的y轴为所述灰阶渐变图的灰阶值，根据所述s型曲线函数公式对应生成一条斜率沿x轴方向呈先递增后递减趋走向的s型曲线，所述生成的s型曲线的第一曲线部分为x轴区间取[0,p]，开口向上且斜率沿着x轴方向呈递增趋走向的曲线，所述生成的s型曲线的第二曲线部分为为x
轴区间取[p,255]，开口向下且斜率沿着x轴方向呈递减趋走向的曲线。
[0040]
其中，生成一条与所述s型曲线相对应的线性直线，所述线性直线的x轴的值与y轴的值相等，且所述线性直线与所述s型曲线在所述曲线分割点p处相交，所述第一曲线部分位于与s型曲线对应的直线下方，所述第二曲线部分位于与s型曲线对应的直线上方，如图2所示。
[0041]
需要说明的是，本实施例中，对于s型曲线函数的表达形式并不做具体限定，只需要其大致呈现成如图2的形状即可，即满足包括位于直线的上下两部分，所述第一曲线部分的斜率走向趋势与所述第二曲线部分的斜率走向趋势相反且这两曲线部分的形状相同，也就是说第一曲线部分可以通过平移、旋转以及镜像操作后与第二曲线部分重合，而且第一曲线部分与直线构面的面积与第二曲线部分与直线构成的面积相等。在其他实施例中，还可以采用其他类型的非线性函数，这里不做具体限定，但这些方案均在本发明的保护范围内。
[0042]
s103,根据预设的非线性s型曲线函数对所述掩膜图像上的每个像素点的阶调进行计算得到对应的灰阶值，以生成灰阶渐变图；
[0043]
具体地，在本实施例中，当所述掩膜图像的像素点的阶调小于所述曲线分割点p的横坐标时，其对应的所述灰阶渐变图上的像素点的灰阶值由公式g＝r-(sqrt(r*r-l*l))计算得到，其中，l是所述掩膜图像的像素点的阶调，r是所述s型曲线函数的曲线半径，所述曲线半径r为r＝p-1，g是对应的所述灰阶渐变图上的像素点的灰阶值。
[0044]
在本实施例中，当所述掩膜图像像素点的阶调大于等于所述曲线分割点p的横坐标时，其对应所述灰阶渐变图上的像素点的灰阶值由公式g＝r (sqrt(r*r-(255-l)*(255-l)))计算得到，其中，l是所述掩膜图像的像素点的阶调，r是所述s型曲线函数的曲线半径，所述曲线半径r为r＝255-p，g是对应的所述灰阶渐变图上的像素点的灰阶值。
[0045]
其中，以上述曲线分割点p的横坐标取128的s型曲线函数为例，根据计算得到的灰阶值可对应生成一个0-255阶的灰阶渐变图，所述灰阶渐变图分布具有呈以分割点为界两头对比强烈的特性。
[0046]
s104,利用半色调算法对所述灰阶渐变图进行计算，生成羽化掩膜模板。
[0047]
具体地，在本实施例中，以上述曲线分割点p的横坐标取128的s型曲线函数为例，对应生成的0-255阶的灰阶渐变图利用半色调算法经过二值化后生成羽化掩膜模板，如图3-1所示，根据上述与s型曲线对应的线性直线对应生成的灰阶渐变图利用半色调算法经过二值化后生成羽化掩膜模板，如图3-2所示，根据s型曲线对应生成的羽化掩膜模板可减少图像的羽化失真的情况，使得图像的羽化区域在重叠时的过度区域更小，渐变更明显，图像的羽化效果更佳。
[0048]
其中，根据s型曲线对应生成的羽化掩膜模板得到的羽化区域叠加结果，如图4-1所示，根据上述与s型曲线对应的线性直线对应生成的羽化掩膜模板得到的羽化区域叠加结果，如图4-2所示；对比图4-1和图4-2可知，使用s型曲线的灰度值对应生成的羽化掩膜模板可使两个上下相补的羽化图案在相交时可以更平滑的过渡到中间不叠架区域，对比上述与s型曲线对应的线性直线对应生成的羽化掩膜模板，其过渡对比不那么强烈，且改善两次羽化拼接时的羽化显示效果。
[0049]
在本发明一个可能的实施例中，所述半色调算法可以为蓝噪声阈值模板半色调算
法。
[0050]
具体地，在本实施例中，所述蓝噪声阈值模板半色调算法是一种处理图像半色调二值化的通用方法，其计算简单，且计算效率高，使用时在程序中只要加载已经生成好的蓝噪声阈值模板即可，计算时只要将所述掩膜图像中相应点的灰阶值与阈值矩阵中的相应位置的值进行大小比较，小于成生黑点，大于生成白点，这样来可快速生成较为理想的二值图像的羽化掩膜模板。
[0051]
其中，所述蓝噪声阈值模板半色调算法可以采用void and cluster算法预生成，所述void and cluster算法是一种常用的生成蓝噪声模板的方法，其操作简单，但生成的蓝噪声模板效果很好。
[0052]
需要说明的是，在其他实施例中，还可以采用其他类型的半色调算法，这里不做具体限定，但这些方案均在本发明的保护范围内。
[0053]
请参阅图5，本发明的第二实施例提供了一种羽化掩膜模板生成装置，包括：
[0054]
图像获取单元201，用于获取待处理的掩膜图像；
[0055]
s型曲线函数生成单元202，用于获取预设的s型曲线函数，所述s型曲线为灰阶值关于阶调的非线性单调函数；
[0056]
灰阶渐变图处理单元203，用于根据预设的非线性s型曲线函数对所述掩膜图像上的每个像素点的阶调进行计算得到对应的灰阶值，以生成灰阶渐变图；
[0057]
羽化掩膜模板生成单元204，用于利用半色调算法对所述灰阶渐变图进行计算，生成羽化掩膜模板。
[0058]
本发明的第三实施例提供了一种羽化掩膜模板生成设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上任意一项所述的一种羽化掩膜模板生成方法。
[0059]
本发明的第四实施例提供了一种可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序能够被该存储介质所在设备的处理器执行，以实现如上任意一项所述的一种羽化掩膜模板生成方法。
[0060]
示例性地，本发明第三实施例和第四实施例中所述的计算机程序可以被分割成一个或多个模块，所述一个或者多个模块被存储在所述存储器中，并由所述处理器执行，以完成本发明。所述一个或多个模块可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序在所述实现一种羽化掩膜模板生成设备中的执行过程。例如，本发明第二实施例中所述的装置。
[0061]
所称处理器可以是中央处理单元(central processing unit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现成可编程门阵列(field-programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是所述一种羽化掩膜模板生成方法的控制中心，利用各种接口和线路连接整个所述实现对一种羽化掩膜模板生成方法的各个部分。
[0062]
所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现一种
羽化掩膜模板生成方法的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、文字转换功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、文字消息数据等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘、智能存储卡(smart media card,smc)、安全数字(secure digital,sd)卡、闪存卡(flash card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
[0063]
其中，所述实现的模块如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一个计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
[0064]
需说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
[0065]
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。