基于图像内容特征匹配的半色调加网方法及技术研究

Although the history of halftone screening have been though hundreds years, its methods and software algorithms that restricting the printing quality is still a critical problem . With the improving of computer information processing theory and technology, a variety of screening methods and algorithms have been proposed and applied, but the existing screening methods essentially are not a sufficient basis to the image content features, which resulting the halftone image is difficult to restore a continuous tone image in high-fidelity, therefore, the halftone technology largely influence and restrict the printing quality. This topic proposed an adaptive screening method which based on the analysis of the continuous tone image content features. By analyzing the content features of the continuous tone image , such as: contour lines, background texture, the method modulate the shape, angle and position of the halftone dots adaptively, in order to achieve the best match between the original continuous tone image and the halftone image in content features ,to solve the most important common key issues in the pre-press graphic information processing. Under the same grade printing equipment and process conditions, higher quality prints can be achieved , and the printing process, plate-making, the requirements of printing equipment performance can be further reduced in the existing same grade of printed materials after the completion of the project. The results of the project will be directly oriented to applications, it is important to print production, new screening methods, as well as algorithms and theoretical research.

半色调加网虽有上百年历史，其在加网方法和算法实现方面仍是制约印品质量的一个至关重要问题。尽管随着计算机信息处理理论和技术水平不断提高，多种加网方法和算法被不断提出并得到应用，但究其本质均未充分依据连续调图像的内容特征，导致半色调图像难以高保真还原连续调图像。因此，在很大程度上影响并制约着印品质量提升。本项目提出一种基于对连续调图像内容特征分析基础上的一种新的加网方法。该方法通过分析连续调图像内容特征，如：线条轮廓、背景纹理等，实现对半色调网点形状、位置和角度的调制，使半色调图像在内容特征方面与原连续调图像之间达到最佳匹配，解决了印前图文信息处理中共性关键难题。本项目完成后，可实现在同档次印刷设备和工艺条件下印制出更高品质的印刷品，或印制同档次印品可进一步减小对印刷工艺及制版、印刷设备性能的要求。本项目成果将直接面向应用，对印刷生产，以及半色调加网方法、理论及算法研究有重要意义。

半色调信息隐藏和信息防伪技术因其具有可有效对抗照相、扫描、复印等假冒侵权功能，突出的鉴权和信息记录等优点，被越来越多地应用于纸币、证件、有价证券、商品标签等领域。本项目主要研究基于图像特征匹配的一种新的半色调加网方法，解决印前图像处理、半色调信息隐藏及印刷防伪三者之间实现最佳匹配的方法、理论和应用基础问题。. 主要研究内容为：一、基于图像内容特征最佳匹配的误差分散算法；二、研究能够更好地表达原始图像效果的半色调加网方法；三、研究多码合一的二维码图像特征匹配技术，将一幅或多幅二维码图像隐藏在另一幅二维码载体图像中，实现了具有极强抗复制特性的二维码，并拓展了二维码增值服务功能。同时，基于图像内容特征匹配方法，解决同色异谱印刷防伪方法中相关理论、方法和技术问题。. 主要研究结果为：提出基于图像特征匹配的加网方法，在尽量不影响印刷品图文信息再现质量的基础上，提升了半色调信息隐藏和信息防伪效果；进一步完善了半色调信息隐藏和信息防伪的方法、相关理论和实现技术；并将该项研究成果结合移动互联网和大数据应用需求，提出了安全二维码并完成了关键技术、相关算法和应用软件开发，解决了二维码在抗复制方面固有的安全缺陷问题，为二维码在商品流通领域的鉴权、溯源、信息增值服务提供了安全保障。. 本项目申请中国发明专利授权9件（其中已转让2件）、发表学术论文14篇，出版学术专著2部，研发的安全二维码标签已经有一百多万枚在消费市场得到实际应用，取得了良好的会效益和初步的济效益。