Технология обработки изобразительной информации

лазерных светодиодов, которые состоят из нескольких десятков или даже сотен элементов. Каждый лазерный светодиод имеет независимое управление. Плюс этой системы – возможность существенно увеличить скорость записи, но есть необходимость высоких вычислительных мощностей.

Лекция 10

Классификация по организации светового пучка

Организация светового пучка

Первый признак. Количество пучков.

Второй признак. Структура светового пучка – некоторое распределение энергии в световом пучке. По распределению можно определить жесткий световой пучок (резкие края) – такой пучок будет иметь контрастный пиксель или мягкий световой пучок – с постепенным спадом освещенности к краю – Гауссовская структура, дает мягкий пиксель.

Третий признак. Организация управления световым пучком. В принципе световым пучком можно управлять путем импульсного управления – по-пиксельная запись и возможно осуществлять запись методом строчной записи, когда не каждый пиксель пишется отдельно.

Поскольку в этих системах осуществляется сканирование, то, соответственно, в этих системах записи формируются строки с помощью записывающего пятна, следовательно используется кадровая развертка. Чтобы обеспечить сплошность записи, строки должны частично перекрываться (диметр пятна должен быть больше периметра записи на 20%), то есть, диметр пятна, необходимый для записи равен: .

Бинарная запись

С помощью такой бинарной записи можно писать штриховые изображения, а поскольку надо еще передавать полутоновые изображения, то его записывают с помощью растровой структуры. Штриховое изображение будет передаваться с погрешностью, которая зависит от размера пикселя и наклона штриха.

Фотовыводное устройство для записи полутоновых изображений использует принцип электронного растрирования. Для осуществления электронного растрирования, в управляющую систему фотовыводного устройства должна быть введена матрица.

В эту растровую матрицу вводятся значения, которые, постепенно возрастая, заполняют эту матрицу.

Главное что бы значения возрастали к периферии.

Каждое число запишем в двоичном коде.

На матрицу подается сигнал S. Значения в матрице обозначим М.

Если S < M, то запись = 0

Если S ≥ M, то запись = 1

Каждая строка матрицы управляется соответствующей строкой записи.

При прохождении луча через линию отсчета включается управляющая система. Происходит сравнение S и М.

Матрица анализируется и обрабатывается до тех пор, пока не будет отработан весь формат.

Неизменные размеры точки будут до тех пор, пока не изменится сигнал изображения.

Допустим, изменился сигнал изображения. S1 = 12.

в четвертой строке добавится 2 элемента (11 и 12)

в пятой строке ничего не изменится

в шестой строке прибавится элемент, соответствующий 10

Таким образом, размер растровой точки изменился, – прибавилось 3 пикселя, что соответствует разнице между двумя сигналами.

Если матрица 10х10, то каждый пиксель будет соответствовать приросту 1% растровой точки.

Нам надо обеспечить 256 градаций. По этому 1% – это грубо, нам нужно иметь матрицу 16х16, тогда будем иметь 256 независимых отсчетов, получим 256 градаций.

Разрешающая способность записи должна быть в 16 раз больше линиатуры:

RЗ = L  16

Только в этом случае будет получено 256 градаций.

Такие системы записи, для которых это равенство справедливо, называют линейными.

Если соотношение линиатуры записи (растра) и разрешающей способности записи меньше, чес 16 раз, необходимые 256 градаций воспроизведены не будут. Такие системы в принципе называют нелинейными, для того, чтобы обеспечить в них запись нужного числа градаций, необходимо иметь специальные программные средства управления лучом лазера, которые при несоблюдении линейности, тем не менее, обеспечат необходимое число градаций. Суть этих программных средств заключается в том, что осуществляется не прямая по-пиксельная запись, а осуществляется управление записью строкой, причем принимаются меры для смещения начала и конца строки сравнительно с тем положением, которое было бы необходимым при по-пиксельной записи.

Такая нелинейная система не дает возможности записывать очень мелкие точки.

Система электронного растрирования приводит к:

- всегда получается дискретное число градаций и дискретное изменение размера растровой точки

- растровая матрица является средством управления не только градаций, но и формой растровой точки, для этого меняется закономерность заполнения растровой матрицы

фактически формируем эллиптическую точку

- в принципе, также используя эту растровую матрицу, с разной системой заполнения, можно управлять градацией растрового изображения. При этом можно заполнять ячейки матрицы не каждую своим числом, а группами одинаковых чисел

в таком случае малые элементы матрицы будут давать быстрый прирост точек, а периферийные точки – очень медленный прирост

Однако, стремление к получению большого числа градаций, отсутствию скачков тона приводит к тому, что растровая матрица используется по принципу приращения значения матрицы к каждому пикселю.

Управление градациями растрового изображения возлагается на градационную коррекцию цифрового сигнала изображения, то есть на S.

Фотовыводное устройство. Конструктивные особенности. Технологические свойства. Преимущества и недостатки

Фотовыводное устройство – это записывающий сканер. Могут использоваться барабанные и плоскостные принципы записи.

Барабанные фотовыводные устройства осуществляют принцип спиральной развертки, могут быть с внешним барабаном (регистрирующая среда располагается на внешней стороне). В этой системе фотопленка или другая регистрирующая среда размещаются на внешней поверхности барабана, крепится с помощью вакуума. Источник излучения фокусирует пятно на поверхности барабана. Барабан вращается, – производит строчную развертку, перемещение или самого барабана, или записывающей головки вдоль образующей барабана – кадровая развертка.

Второй тип. Имеется цилиндрическая поверхность, внутрь которой вводится регистрирующая среда. Используется вакуумный прижим. Источник излучения может находиться внутри барабана или вне него. Развертка осуществляется путем вращения головки и ее перемещением вдоль образующей цилиндра.

Плоскостная запись. В этом случае луч от источника излучения направлен на вращающуюся зеркальную призму и при вращении призмы происходит качение луча, который направлен на регистрирующую среду, расположенную на плоскости – строчная развертка. Кадровая развертка осуществляется перемещением самого фотоматериала.

Основные технологические характеристики этих устройств

1. Разрешающая способность записи. Чем больше разрешающая способность, тем больше линиатура растра можно записать.

2. Точность позиционирования или повторяемость записи изображения. Она характеризует, с какой геометрической точностью можно записать изображение на поверхность носителя.

3. Формат записи. От возможного формата записи будет зависеть трудоемкость последующих процессов (ручной монтаж).

4. Производительность записи. Она может зависеть от многих факторов: от мощности лазера, от организации пучка.

Очень важным фактором в производительности является технологический процесс загрузки фотоматериала, возможность работы системы в линию с проявочным устройством, емкостью приемо-передающей кассеты.

5. Возможность наличия других устройств, которые могут обеспечить последующие операции: наличие штифтовой приводки – облегчает совмещение при изготовлении печатных форм при печати.

6. Надежность устройства, возможность его технического обеспечения.

Система с внешним барабаном. Преимущества и недостатки

Преимущества. В этой системе можно обеспечить очень высокую разрешающую способность записи, высокую точность позиционирования и достаточно высокую скорость записи.

Недостатки. Главным недостатком является трудность крепления регистрирующей среды. Проблема заключается в том, что скорость вращения барабана увеличивает возникающие центробежные силы. Для прочного удержания пленки необходимы мощные системы вакуумирования, что трудно обеспечить на вращающемся барабане.

Трудно обеспечить подачу с рулона. Как правило, используется листовой материал, что увеличивает технологическое время загрузки.

Трудно обеспечить работу в линию с проявочным устройством.

Постепенно эта система начинает уходить из применения. Наибольший интерес в настоящее время вызывают фотовыводные устройства с внутренним барабаном.

Система с внутренним барабаном

Преимущества. В этой системе не требуется мощного вакуумного прижима.

Разрешающая способность почти такая же.

Нет таких мощных динамических нагрузок.

Возможно использование рулонного материала с подачей рулона и смоткой в рулон.

Возможна работа в линию с проявочным устройством.

Недостатки. Если использовать лазерный источник, расположенный вне цилиндра, то путь лазерного луча до узла развертки становится достаточно длинным, поэтому луч может быть испорчен пылью.