制版原理第一章图像数字化与图文处理方法ppt课件.ppt

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1、制版原理与工艺,第一章 图像数字化与图文处理方法第二章 图像的调节与校正第三章 加网技术第四章 图像分色与感光胶片的输出第五章 平版印刷用PS版的制作第六章 CTP版材的制作技术第七章 其他制版处理技术,第一章 图像数字化与图文处理方法,1.1制版技术的发展历程,90年代末开始,90年代中期到现在,1951年90年代中期,最早印前排版技术,照相制版,电分制版,南阳日报DTP输出系统,CTP直接制版,印版实物模拟版数字版本门课程所学主要内容图文阶调色彩的控制印版加网分色原理各种制版技术,1.2图像的数字化,1.2.1模拟信息与数字信息1.2.2图像的基本概念1.2.3图像的数字化1.2.4数字图

2、像的存储格式,1.2.1模拟信息与数字信息,A 模拟信息人的说话声，乐器声；手绘的画稿，图案，符号；照片，印刷品。B 数字信息计算机内存储处理的，利用数字的形式来表现各种信息。光盘、硬盘、CD等存储的0、1数字形式的信息。,1.2.1模拟信息与数字信息,C 模拟信息向数字信息的转换,D 数字信息的表示方法,1.2.2图像的基本概念,A 图像定义B 图像与图形的区别和联系C 数字图像D 数字图像的优点E 连续调图像与数字图像的区别,A 图像定义,凡是记录在纸上的、显现在相片上的、显示在屏幕上的所有具有视觉效果的画面都可以称之为图像。图像是人类用来表达和传递信息的最重要的手段。图像是自然界存在或人

3、为制作的、依靠分布在二维或三维空间中的电磁波能量构成的信息体。这一定义，说明了图像的来源、构成以及本质。,B 图像与图形的区别和联系,图像和图形的共同点是：可以形成视觉信息，具有“图示”性。两者的区别是：图像侧重于真实地再现原物的面貌； 图形侧重于描述物体的形体特征，对物体信息进行表现、存贮。,通过上图说明数字图像和数字图形的不同？在数字化的计算机图形、图像处理技术中，图像用像素表示和存贮（“栅格阵列”）；图形则用相关参数和属性进行描述、存贮。（“矢量”）；计算机图形建立在模型、函数、参数和算法基础上。数字化图像建立在像素基础上。,计算机图形和数字图像的结合，极大地促进了出版、印刷、电影、电视

4、、工业造型设计、科学研究等发展。,C 数字图像,把连续调的原稿转换成数字图像，这一过程称为原稿的数字化。把图像分解成像素的若干小离散点，并将各像素的颜色值用量化的离散值来表示的图像。把连续调原稿转换为数字图像的设备称为数字化设备。数字图像是模拟图像数字化的结果，它用数字来表示图像的特征，比如亮度和层次等。,D 数字图像的优点,再现性好，不因时间和空间的变化而发生褪色和变形。灵活性大,E 连续调图像与数字图像的区别,连续调图像从位置上看，图像中的所有元素都在一个平面内，像元在二维方向上连续分布；从原稿某一点位置的亮度来看，其取值也是连续分布的，即像元的亮度是像元位置的函数。数字图像是一组有序排列

5、的数据集合，需要用图像数字化设备获得。图像的数字化包含两个方面的内容：空间位置的离散和数字化以及亮度的离散和数字化。可以认为，空间位置的离散为采样，而亮度的数字化则是量化。,1.2.3图像的数字化,A 颜色模式和色域空间B 模拟图像与数字图像的含义和特征C 图像的数字化D 模拟/数字转换的指标E 图像数据与像素、色彩的关系F 数字图像的表示,A 颜色模式和色域空间,颜色模式RGB模式CMYK模式HSB模式Lab模式颜色模式之间的相互转换RGB、CMYK、Lab的色域空间,B 模拟图像与数字图像的含义和特征,模拟图像： 通过某种物理量的强弱变化来表现图像上各个点的颜色信息。模拟图像依赖于颜色媒体

6、，离开颜色媒体就不能表现图像。数字图像：把图像分解成像素的若干小离散点，并将各像素的颜色值用量化的离散值来表示的图像。计算机存贮的图像可以归入此类。注：数字图像只有通过具体的颜色媒体才能显示和表现，也就是说数字图像最终还是要转换为模拟图像才能被人们所知。,采样,量化,编码,C 图像的数字化,将模拟图像转换为数字图像的过程和技术。采样(Sampling) ：按某种时间或空间间隔，采集模拟图像信号瞬时值的过程。(空间离散化)量化(Quantization) ：将采集到的模拟信号划归到有限个信号等级上。(信号值等级有限化)编码(Encoding) ：将量化的离散信号转换成用二进制数码0/1表示的形式

7、。,D 模拟/数字转换的指标,采样频率：单位时间或单位长度内的采样次数。单位：赫兹、次/毫米。采样频率决定了数字图像的分辨率。量化级数：将模拟信号划分的等级数。一般按二进制位数衡量。量化级数=2位数量化位数决定了图像阶调层次级数的多少,a毫米,分辨率：,采样数：18,18/a,量化级数：,8,采样频率越高，获得图像细节的能力越强,图像量化位数越多，图像深浅变化的层次数越多,回顾,数字图像和数字图形的不同连续调图像与数字图像的区别数字图像的定义图像的数字化的过程图像的数字化的过程中哪些因素决定了图像的分辨率和阶调层次,E 图像数据与像素、色彩的关系,数字图像离散化成像素，每个像素用1个或多个数据

8、表示。图像的颜色模式不同，其像素数据的表示方式有差异。 单色图像每个像素用1个数据表示； RGB / Lab图像的每个像素用3个数据表示；CMYK图像的每个像素用4个数据表示。,单色二值图像(纯黑/白),单色灰度图像：数据每8位(或16位)代表1个像素。,RGB图像：数据的每3个字节24位代表1个像素。,CMYK图像：数据的每4个字节32位代表1个像素。,LAB图像：数据的每3个字节24位代表1个像素,1.2.4数字图像的存储格式,TIFF Tagged Image File Format JPEG Joint Photographic Experts Group EPSEncapsulate

9、d Postscript GIFGraphics Interchange Format PDFPortable Document FormatPNGPortable Network Graphics PCDPhoto CDBMP,文件格式是以数字方式保存数据的规定和规范。每一种文件格式都有它各自的特点和使用范围。按照文件描述的媒体对象的性质分类：点阵图象文件格式TIFF/JPEG/BMP/SCT/TGA矢量图形文件格式 DXF混合文件格式 PS/EPS/AI按照文件通用性分类:专用/通用格式,TIFF,Tagged image file format这是现阶段印刷行业使用最广泛的文件格式。TI

10、FF格式可包含压缩和非压缩图像数据，如使用无损压缩方法LZW来压缩文件，图像的数据不会减少，即信息在处理过程中不会损失，能够产生大约2：1的压缩比，可将原稿文件消减到一半左右。最通用（跨平台/软件）,TIFF格式特点,跨平台与计算机结构、操作系统、硬件无关支持多种图象模式支持Alpha通道压缩支持裁切路径clipping path,TIFF,图象压缩字节顺序图层压缩,JPEG,联合图片专家组 Joint Photographic Experts Group JPEG格式文件采用的是“有损压缩”编码格式，其压缩率是图像格式中较高的一种，一般可将图像压缩为原大小的十分之一而看不出明显差异。也正是由

11、于JPEG格式可以进行大幅度的压缩，使得它方便储存、通过网络进行传送，得到了广泛的应用。主要用于图像浏览和制作网页。用途：互联网/节省存储空间,EPS,Encapsulated Postscript EPS格式本身不是专为保存图像而设计的，它实际上是一种混合格式，可以同时在一个文件内记录图像、图形和文字，携带有关的文字信息。绝大多数绘图软件和排版软件都支持这种格式，EPS也是唯一支持二值图像模式下透明白色的文件格式，即采用这一格式保存图像时，用户在图像处理软件中定义的透明区域可以在排版软件中得到很好的继承。,EPS,主要用途存储裁剪路径（ Clipping Path）用于存储其他格式不支持的图

12、像模式 包含半色调加网信息 包含传递函数（Transfer Function） 保存分色设置信息 保存专色,PDF,PDF格式是为电子文件的多种输出目标而制定的格式，它以PostScript技术为基础，不仅在印前领域，在电子出版中也广泛应用。 Portable Document Format消除了PostScript文件的任意性，PDF文件为打印生产系统提供了可获得一致和可预测结果的基础,PDF,主要优点文件输出控制分色 对页面图文状态设置功能的改进 字符纠正 硬拷贝输出和屏幕输出颜色的一致性,GIF,Graphics Interchange Format用于以超文本标记语言显示索引彩色图象主

13、要用途：网络支持24位真彩色，有256种颜色的调色板实现简单动画使用限制不支持CMYK、Alpha 通道,但可做蒙版,1.3图像输入设备及其工作原理,图像信息的输入设备主要有：图像扫描仪和数码照相机两类。主要用途把外界的或图片上的影像信息（光学图像）转换成模拟电信号，再将模拟电信号转换成计算机能接收的数字电信号，通过接口将图像数字电信号送入计算机。,图像扫描仪的主要用途是：1)图片的数字化，供计算机进行图像处理；2)为文字识别提供字形信息；3)为图形矢量化提供信息。,图像扫描仪的扫描过程：光源=原稿=彩色光线=光学成像=分光=R/G/B=光电转换=模拟电信号=模拟/数字转换=数字电信号=（处理

14、）=接口=计算机存贮器,扫描仪的类型,手持式扫描仪 诞生于1987年，当时使用比较广泛，手持式扫描仪扫描幅面窄，难于操作和捕获精确图像，扫描效果也差。1996年后，各扫描仪厂家相继停产。鼓式扫描仪 又称为滚筒式扫描仪，鼓式扫描仪是专业印刷排版领域应用最广泛的产品，它使用的感光器件是光电倍增管。这种电子管，性能远远高于CCD类扫描仪。 平板式扫描仪 又称平台式扫描仪、台式扫描仪，这种扫描仪诞生于1984年，是目前办公用扫描仪的主流产品。扫描幅面一般为A4或者A3,大幅面扫描仪 一般指扫描幅面为A1、A0幅面的扫描仪，又称工程图纸扫描仪。 底片扫描仪 又称胶片扫描仪，光学分辨率一般可以达到2700

15、dpi的水平，更高精度的产品则属于专业级产品。笔式扫描仪 又称为扫描笔，该扫描仪外形与一支笔相似，扫描宽度大约只有四号汉字相同，使用时，贴在纸上一行一行的扫描，主要用于文字识别。条码扫描仪 又称为条码阅读器、笔式扫描仪。有很多类型，其中一种与笔式扫描仪外形相似，主要用于条码的扫描识别，不能用来扫描文字和图像。,实物扫描仪 其结构原理类似于数码相机，它拥有支架和扫描平台，分辨率远远高于市场上常见的数码相机，只能拍摄静态物体，扫描一幅图像花费的时间与扫描仪相当。 3D扫描仪 结构原理也与传统的扫描仪完全不同,生成的文件是能够精确描述物体三维结构的一系列坐标数据，输入3DMAX中即可完整地还原出物体

16、的3D模型,无彩色和黑白之分。另外，还包括专用的卡片扫描仪、CT扫描仪等其它的扫描仪。,1.3.1 滚筒式扫描输入系统,（1）扫描光源常为卤素灯，其特点具有高亮度、高显色性及高稳定度 光谱 光源的光谱是指光源中不同强度的颜色、光线波长长短的分布。光源必须是光谱全，近似日光。卤素灯、溴钨灯的光谱都是连续光谱。,（2）分光分色灰色滤色片分光 灰色滤色片是指在可见光谱范围内均匀衰减光量而不改变光的光谱特性的滤色片。首先将通过主光孔的光束由第一灰片反射13，透射23，透过的光量再由第二灰片透射12，反射12，透射光量再经第三灰片全部反射，从而实现一束光三等分之目的。该分光系统的特点是分光元件简单，易于

17、加工，但对光量衰减较大。,棱镜分光法 由于不同波长的光在光学玻璃介质中具有不同的折射率和反射率，因此当光通过特殊加工的分光棱镜时，波长不同的蓝光、绿光和红光则能够相互分离，从而达到分光的目的。,（3）光电转换光电转换是指用光电转换器件，将分光分色后的光能量转为电能量的工作。滚筒型扫描仪常用：“光电倍增管(PMT=Photo Multiple Tube)”。光电转换器件由光电倍增管、前置放大器和对数变换器三部分共同组成。,光电倍增管光电倍增管是一种真空光电器件，它主要由入射窗口、光电阴极、电子光学系统、倍增极和阳极组成。,光电倍增管的工作原理据光电效应原理，当光阴极受光照射时，阴极则产生光电子，

18、光电子在各倍增级电场的作用下不断被加速而轰击另一级倍增级。并使电子数成倍增多，电子速度不断加快。于是形成连锁反应。通过光电倍增管就可将被扫描原稿的密度变化（即光线的强弱变化）转换成电信号的变化。,前置放大器作用：将光电倍增管输出的微弱电流放大并将电流信号转换成能满足A/D转换器所需的工作电压。对数变化器作用：使被扫描的原稿密度与模拟电压之间成为线性关系，便于计算机运算。采用二极管或三极管对数运算电路。,1.3.2 平面扫描输入系统,（1）扫描仪的组成从外型上看，扫描仪的整体感觉十分简洁、紧凑，但其内部结构却相当复杂：不仅有复杂的电子线路控制，而且还包含精密的光学成像器件，以及设计精巧的机械传动

19、装置。它们的巧妙结合构成了扫描仪独特的工作方式。,扫描仪的组成结构,扫描仪的组成结构,1上盖 2原稿台 3光学成像部分 4光电转换部分 5机械传动装置,上盖,上盖主要是将要扫描的原稿压紧，以防止扫描灯光线泄露。,原稿台,原稿台主要是用来放置扫描原稿的地方，中间为透明玻璃，称为稿台玻璃。稿台玻璃的损坏会影响扫描仪内部的其他器件(如成像部件)，尤其是稿台玻璃的破损会使灰尘及杂质直接侵入扫描仪内部，使扫描品质下降，严重时会造成扫描仪的损坏。,光学成像部分,光学成像部分俗称扫描头，即图像信息读取部分，是扫描仪的核心部件。包括部件：灯管、反光镜、镜头以及电荷藕合器件（CCD）。,电荷藕合元件CCD,光电

20、转换部分,光电转换部分是指扫描仪内部的主板，虽然扫描仪的光电转换部分主板就这么一小块，但它却是扫描仪的心脏。主要完成光信号的处理，以及控制各部件协调一致地工作。,机械传动装置,机械传动部分主要包括步进电机、驱动皮带、滑动导轨和齿轮组如图。,1.3.3 扫描仪的技术指标,扫描精度灰度级色彩精度扫描速度动态范围扫描仪的选择,扫描精度,扫描精度通常用光学分辨率机械分辨率来衡量。光学分辨率(水平分辨率)：指的是扫描仪上的感光元件(CCD)每英寸能捕捉到的图像点数。光学分辨率用每英寸点数DPI(Dot Per Inch)表示。光学分辨率取决于扫描头里的CCD数量。机械分辨率(垂直分辨率)：指的是带动感光

21、元件(CCD)的步进电机在机构设计上每英寸可移动的步数。最大分辨率(插值分辨率)：指通过数学算法所得到的每英寸的图像点数。,（1）滚筒扫描仪的光学分辨率：副方向：扫描头移动方向；主方向：滚筒旋转方向。,（2）平面扫描仪的光学分辨率副扫描方向：扫描头移动方向；主扫描方向： CCD器件排列的方向。,灰度级,灰度级是表示灰度图像的亮度层次范围的指标，是指扫描仪识别和反映像素明暗程度的能力。换句话说就是扫描仪从纯黑到纯白之间平滑过渡的能力。目前，多数扫描仪用8bit编码即256个灰度等级。,色彩精度,彩色扫描仪要对像素分色，把一个像素点分解为R、G、B三基色的组合。对每一基色的深浅程度也要用灰度级表示

22、，称为色彩精度。,扫描速度,扫描仪的扫描速度也是一个不容忽视的指标，时间太长会使其它配套设备出现闲置等待状态。扫描速度不能仅看扫描仪将一页文稿扫入计算机的速度，而应考虑将一页文稿扫入计算机再完成处理总共需要的时间。,动态范围,它是扫描仪能够形成有效图像信号对应的原稿密度范围。例如：(0.3-3.6)对应的范围为3.3。动态范围不是取决于扫描仪某一光学部件的性能，而主要是由扫描仪整个光学影像系统的技术指标所决定的。只有高品质的透镜、高精度的模拟/数字转换器，以及高信噪比的线性CCD组合在一起，才能得到高的动态范围。,回顾,印刷最常用的图像文件格式是什么？图像处理工作过程中保存未处理完的文件，最安

23、全的格式是什么？扫描仪动态范围指的是什么？扫描仪的技术指标有哪些？扫描仪的物理分辨率和插值分辨率之间的关系？,在选购扫描仪时，首要考虑因素是动态范围其次扫描仪的精度。扫描仪的精度决定了扫描仪的档次和价格。目前，12002400dpi的扫描仪已经成为行业的标准，而专业级扫描则要用2400dpi以上的分辨率。其次要考虑扫描仪的色彩位数。色彩位数越多，扫描仪能够区分的颜色种类也就越多，所能表达的色彩就越丰富，能更真实地表现原稿。对普通用户24bit已经足够。再次考虑扫描仪的接口类型。,扫描仪的选择,扫描仪的主要品牌全友（Microtek）全友（Microtek）是全球首家将CCD成像技术应用于图像扫

24、描产品的厂家。1984年世界第一台扫描仪诞生于台湾全友，在此之前，图像的数字化只有电分一条途径。中晶科技有限公司为全友电脑股份有限公司（MICROTEK) 在中国大陆投资2570万美元设立的独资企业。,（2）清华紫光,1989 年，清华紫光第一个将扫描仪引入中国大陆，中国大陆第一个自有品牌的扫描仪诞生在紫光；紫光OCR文字识别技术世界领先；紫光图档系统等众多项目列入国家火炬计划等。,（3）惠普（HP）,首台具有64级灰度级的黑白扫描仪是HP公司于1987年进入市场的。1990年，256级灰度的彩色扫描仪出现。 1999年秋，惠普推出了全新的ScanJet6300C系列扫描仪，把1200dpi产

25、品拉入了中高档办公的领域。这一系列的扫描仪采用了惠普自己设计的CCD传感器，在实现高分辨率的同时保证了合理的成本，宣告了1200dpi时代的到来。,（4）方正,方正扫描仪部成立于2000年，隶属于北大方正电子有限公司，主要从事方正自有品牌的产品（包括方正扫描仪、方正多功能一体机等）的研发、推广、销售、市场、服务等业务。全球第一台1200dpi CCD超薄扫描仪F8180Plus，采用先进的高品质超薄CCD感光元件及创新设计，48位彩色输入输出。 方正扫描仪Z310，全球第一款-基于CCD技术、USB接口、A3幅面扫描仪的大幅面扫描仪。,1.3.4 扫描仪技术指标的确定,扫描分辨率的确定黑白场的

26、确定扫描仪的安装和使用,扫描分辨率的确定,原稿类型输出设备分辨率印刷品的加网线数图像的缩放倍率充分用好分辨率量原稿而行，并非越高越好！不要使用插值分辨率,调幅加网常用加网线数,调幅加网输出的图像扫描分辨率,扫描分辨率放大倍数加网系数加网线数加网系数一般取值21.5同时服从前面提到的基本规则,调频加网输出的图像扫描分辨率,对照排机输出扫描分辨率放大倍数1加网线数对打印机输出扫描分辨率放大倍数1打印机分辨率,以全友（Microtek）8700为例说明扫描仪的使用。,(1). 硬件连接与软件安装步骤1 使用扫描仪随机附送的USB缆线的一端连 接至扫描仪背面板，将另一端连接计算 机的USB接口。步骤2

27、 连接电源。步骤3 安装驱动程序，在安装时注意选USB为扫 描接口方式。步骤4 安装附送的OCR(文字识别)软件。,扫描仪的安装和使用,步骤1 打开扫描仪电源。步骤2 启动扫描程序。扫描操作界面包括 “设置”和“预览”两个窗口，如下图所示。,步骤3 将需扫描的图片在扫描仪面板上摆正。步骤4 设定合适的扫描参数。在扫描设置界面中 提供扫描图像类型设定、扫描分辨率设定 缩放比例设定、亮度和对比度调节、色彩 校正、滤镜和去网等参数设定。步骤5 单击“预览”按钮，扫描仪预扫。步骤6 确定扫描区域，移动、缩放扫描仪窗口 的矩形取景框至合适大小、位置。步骤7 单击“扫描”，扫描图像。步骤8 保存扫描得到的

28、图像。,1.4 数码相机,数码相机的结构原理数码相机与传统相机的主要区别数码相机的主要技术指标数字照相机拍摄图像的印刷分辨率,数码相机的结构原理,数码照相机使用电荷耦合器件作为成像部件。它把进入镜头照射于电荷耦合器件上的光影信号转换为电信号，再经模/数转换器处理成数字信息，并把数字图像数据存储在相机内的磁介质中。,数码相机的结构原理,CCD芯片,数码相机与传统相机的区别,结构上的区别功能上的区别,结构上的区别,不用胶卷用CCD芯片,CCD芯片,结构上的区别,使用特殊存储介质存储卡,结构上的区别,具有彩色液晶显示,结构上的区别,数字接口,功能上的区别,视频记录功能声音记录功能声音播放功能即显浏览

29、功能数字传输功能,数码相机的主要技术指标,(1). CCD像素数。数码相机的CCD芯片上光敏元件数量的多少称之为数码相机的像素数，是目前衡量数码相机档次的主要技术指标，决定了数码相机的成像质量。(2). 色彩深度。色彩深度用来描述生成的图像所能包含的颜色数。数字照相机的色彩深度有24Bit、30Bit、高档的可达到36Bit。(3). 存储功能。影像的数字化存储是数码相机的特色，在选购高像素数码相机时，要尽可能选择能采用更高容量存储介质的数码相机。,相关网址,http:/,1.4彩色桌面出版系统,彩色桌面出版系统的组成页面描述语言的基本概念彩色桌面出版系统使用设备彩色桌面出版系统图文复制工艺流

30、程制版工艺过程的两大重要任务,彩色桌面出版系统的组成,图文信息输入单元图文信息处理单元页面描述语言解释单元图文信息输出单元,页面描述语言的基本概念,桌面出版系统内，在不同的记录输出设备上，为了将页面和版面正确无误地输出，就需要用一种计算机语言去说明页面和版面的特征。页面描述语言就是对页面或版面内的元素，即对文字、图形和图像的特征和相互关系进行说明的计算机语言。目前常用的页面描述语言是Adobe公司的PostScript语言和PDF语言。,彩色桌面出版系统使用设备彩色桌面出版系统图文复制工艺流程,制版工艺过程的两大重要任务,组合图文，进行加网分色，制作符合印刷所需印版。根据制版后工序特点，预测后工序可能产生的质量偏差，并对印版图文做相应调整最终以达到符合客户需要的产品质量。,章小结,数字图像或者图像的数字化的定义，过程，特点扫描仪的参数和扫描参数的确定页面描述语言的定义和作用制版工艺过程的两大重要任务,