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        數(shù)碼3D打印木紋圖像清晰度的調(diào)整與評價

        2020-09-29 01:34:22毛菁菁吳智慧馮鑫浩
        林業(yè)工程學(xué)報 2020年5期
        關(guān)鍵詞:木紋噪點參數(shù)設(shè)置

        毛菁菁,吳智慧,馮鑫浩

        (南京林業(yè)大學(xué)家居與工業(yè)設(shè)計學(xué)院,南京 210037)

        隨著天然珍貴樹種的日益減少,天然薄木貼面材料的來源越來越受到限制,而對速生材表面進行二次裝飾加工,使其具備珍貴樹種的木紋特征,并將其應(yīng)用于家具和木制品制造,對促進木材加工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有積極意義。因此,本研究對天然木紋進行掃描采集、圖像處理與數(shù)碼3D打印,代替薄木貼面或木紋浸漬紙貼面等傳統(tǒng)的裝飾技法,既能節(jié)約珍貴木材,又能實現(xiàn)數(shù)字化裝飾和提高生產(chǎn)效率。在木紋打印前,建立高品質(zhì)的木紋數(shù)字圖像庫是不可缺少的環(huán)節(jié),而數(shù)字圖像的質(zhì)量與清晰度往往密不可分。

        使用清晰度這一術(shù)語時,通常主觀評價占主導(dǎo)地位,因為清晰度本質(zhì)上無法以定量的方式明確描述,同時也不能以具體的數(shù)值來衡量??紤]到清晰度的非定量本質(zhì),數(shù)字印前技術(shù)出現(xiàn)后,以銳化程度(sharpness,簡稱銳度)來描述對象及其邊緣的清晰程度,以銳化(sharpening)來描述調(diào)整對象清晰度的處理[1]。在數(shù)字圖像領(lǐng)域,清晰度是分辨率和反差(銳度)的綜合表現(xiàn)。

        關(guān)于圖像清晰度的研究大致可分為兩類:一類是針對提高圖像清晰度方法的研究,如有學(xué)者在Photoshop中采用創(chuàng)建虛光蒙版[2]或?qū)通道進行USM銳化的方法[3]來提高圖像清晰度,也有學(xué)者通過設(shè)計銳化算法來更好地提高圖像清晰度[4];另一類是針對圖像清晰度評價函數(shù)的研究,如有學(xué)者分析了調(diào)焦系統(tǒng)中幾種常用清晰度評價函數(shù)對不同模糊程度圖像的清晰度評價能力[5-6],也有學(xué)者通過改進算法,提出新的更有效的圖像清晰度評價指標[7-9]。

        數(shù)字圖像是由輸入設(shè)備借助光學(xué)成像系統(tǒng)、分光元件、光電轉(zhuǎn)換元件等器件將現(xiàn)實世界中連續(xù)變化的色澤轉(zhuǎn)換為數(shù)字世界的離散像素而形成的[10]。一方面,當(dāng)光子轉(zhuǎn)換為像素時,會在一定程度上降低圖像的清晰度,銳化的目的就是補償光子轉(zhuǎn)換為像素時不可避免的柔化;另一方面,由于輸入設(shè)備的數(shù)字傳感器與電路等因素會使圖像產(chǎn)生噪點,因此,減少噪點也不可或缺。銳化是通過提高圖像邊緣的對比度實現(xiàn)的,而減少噪點則會弱化邊緣,使圖像看起來較模糊。

        在圖像分辨率一定的情況下,本研究對數(shù)字木紋圖像清晰度的調(diào)整主要包括去噪和銳化兩個方面。在保證木紋圖像相對清晰的前提下,盡可能還原直接掃描得到的原木紋圖像的紋理細節(jié)與色澤,為裝飾木紋的數(shù)碼3D打印建立高品質(zhì)的木紋數(shù)字圖像庫。

        1 材料與方法

        1.1 試驗材料

        目前,針對木紋圖像清晰度的研究較少,吳美瑾等[11]利用李峰等[9]提出的基于五區(qū)域的圖像清晰度評價方法,比較了水性底漆、透明底漆、面漆、完整油漆工序(六底兩面)以及清水擦拭木紋圖像的清晰度,得出除了清水擦拭,經(jīng)過透明底漆涂飾的木紋圖像最清晰的結(jié)論。

        本研究選取經(jīng)過透明底漆涂飾的柚木木紋圖像為試驗對象,掃描得到的圖像分辨率為300 ppi(pixels per inch,每英寸像素數(shù)),格式為TIFF。為避免縮放引起圖像失真,在Photoshop CC2018中,將木紋圖像儲存為PNG格式[12],裁剪出圖像中具有直紋或拋物紋紋理的局部木紋,規(guī)格設(shè)為100 mm×100 mm。選取另一組與上述圖像采集與處理方法一致,且圖像內(nèi)容相對應(yīng)的未經(jīng)涂飾處理的素板木紋圖像作對比試驗,避免試驗數(shù)據(jù)存在巧合。

        1.2 試驗方法

        1.2.1 調(diào)整方法

        Adobe Photoshop提供了各種減少噪點與銳化的工具,本研究借助Photoshop中幾種常用的調(diào)整工具與MATLAB中的3種去噪方法,實現(xiàn)不同處理軟件以及處理方式對木紋圖像去噪與銳化效果的比較分析。而減少噪點必須在銳化前進行,否則銳化圖像的同時也將銳化噪點。

        1)減少噪點。在Photoshop CC2018中,濾鏡菜單下雜色功能中的“減少雜色”“蒙塵與劃痕”以及“去斑”是幾種常用的去噪工具。噪點在Photoshop中被稱為雜色,過度減少噪點會使圖像產(chǎn)生不自然的柔和現(xiàn)象。

        在MATLAB圖像處理工具箱中,提供了線性濾波、中值濾波、自適應(yīng)濾波等方法去除噪聲,不同的濾波方法對噪聲具有不同的效果[13]。本研究采用MATLAB R2018b比較中值濾波、均值濾波以及高斯濾波對木紋圖像的去噪效果。

        2)銳化。包括USM銳化和“疊加/高反差保留”。①USM銳化。在Photoshop CC2018中,濾鏡菜單下銳化功能中的“USM銳化”“防抖”“進一步銳化”“銳化”“銳化邊緣”以及“智能銳化”是幾種常用的銳化工具。通過不同參數(shù)的調(diào)整,USM銳化可實現(xiàn)的效果與其他濾鏡效果的差異很小,且可以讓用戶充分控制銳化。因此,本研究主要分析USM銳化帶來的效果。

        USM銳化的調(diào)整參數(shù)包括數(shù)量(amount)、半徑(radius)和閾值(threshold)。對于像素來說,數(shù)量表示參加運算的像素之間變深變淺的劇烈程度,半徑表示某個像素在計算時使周圍多少個像素同時參加運算,閾值表示參加計算的相鄰像素點的反差范圍[14]。

        ②“疊加/高反差保留”方法。在Photoshop CC2018中,濾鏡菜單下其他功能中的“高反差保留”也是一種常用的銳化工具?!案叻床畋A簟睘V鏡是指保留圖像中的高頻細節(jié),并刪除低頻細節(jié)。最終的結(jié)果是,在根據(jù)半徑設(shè)置保留高頻邊緣的同時,圖像中除邊緣外的所有區(qū)域都變成中性灰。

        “疊加”并非唯一可與“高反差保留”濾鏡結(jié)合使用的混合模式,“柔光”和“強光”都是疊加的修改版本,也可使用“亮光”“線性光”和“點光”模式,但需充分降低圖層的不透明度,否則銳化效果將過于強烈。在這些混合模式中,只有“疊加”對陰影和高光的影響相同,因此對銳化圖像最有用。

        高反差保留是一種查找圖像邊緣并以其修改圖像的算法。因此,在Photoshop中也可以通過創(chuàng)建邊緣蒙板與表面蒙板,配合高斯模糊與表面模糊來獲得調(diào)整效果較佳的圖像。邊緣蒙板用于銳化圖像中的邊緣,而表面蒙板則用于減少圖像中非邊緣區(qū)域的噪點。

        對于木紋圖像清晰度的調(diào)整,一方面,由于木紋紋理細膩復(fù)雜、顏色深淺過渡不均等因素,若要最大限度地還原直接掃描得到的原木紋圖像的紋理細節(jié)與色澤,不管是否創(chuàng)建蒙板,都很難判斷應(yīng)將圖像邊緣模糊到什么程度,即無法確定需要去噪或銳化處理色調(diào)的特定范圍;另一方面,為便于后期的量化研究,本研究不采用創(chuàng)建蒙板的方法,而采用可以明確調(diào)整參數(shù)的去噪與銳化工具。

        1.2.2 評價方法

        1)調(diào)制傳遞函數(shù)(modulation transfer function,MTF)。MTF是用于空域內(nèi)光學(xué)系統(tǒng)成像性能評價的物理量,它通常不是一個確定的數(shù)值,而是空間頻率的函數(shù),隨著空間頻率的升高逐漸降低。把通過光學(xué)系統(tǒng)的輸出圖像與輸入圖像的對比度之比稱為MTF。因為輸出圖像的對比度總小于輸入圖像的對比度,所以MTF值為0~1[15]。在線性空間不變的系統(tǒng)中,任何成像系統(tǒng)都可看作是一個空間頻率濾波器,成像質(zhì)量的好壞可用前后頻率之比表示,從而將成像質(zhì)量量化[2]。因此,對于木紋圖像,利用MTF對印前圖像的清晰度進行評價具有一定的指導(dǎo)意義[16]。

        MTF曲線的橫坐標是圖像頻率,縱坐標為MTF值[17]。MTF曲線與坐標軸所包圍的面積越大,圖像數(shù)據(jù)在傳遞過程中損失越少,表示系統(tǒng)的成像質(zhì)量越好。圖像頻率是表征圖像灰度變化程度的指標,是灰度在平面空間上的梯度[2]。在MATLAB中計算圖像清晰度評價值的步驟為:首先讀取木紋圖像,并對其進行傅里葉變換與歸一化處理;其次定義圖像頻率,并繪制MTF曲線;最后計算出MTF曲線與坐標軸所圍面積。

        2)能量梯度函數(shù)(energy of gradient,EOG)。常見的圖像清晰度評價函數(shù)有基于梯度信息的函數(shù)、頻譜函數(shù)及熵函數(shù)[18]。在考察自動對焦中圖像清晰度的通用評價能力過程中,陳亮等[5]采用5種具有代表性的清晰度評價函數(shù)對模糊程度依次加深但內(nèi)容一致的圖像進行評價,得出基于梯度信息函數(shù)中的EOG,Tenengrad函數(shù)以及基于頻譜函數(shù)中的小波變換函數(shù)的靈敏度較高的結(jié)論。因此,本研究選取能量梯度函數(shù)作為木紋圖像清晰度評判的參考依據(jù)。該函數(shù)采用圖像上相鄰像素點的差分計算局部梯度,其計算公式[19]為:

        (1)

        式中:I為當(dāng)前圖像,I(x,y)為點(x,y)處的像素值。本研究將x方向和y方向的相鄰像素灰度值差值的平方和作為清晰度評價值,并在MATLAB中對該值做歸一化處理。

        3)主觀評價法。鑒于不同的圖像內(nèi)容,當(dāng)前已知的清晰度評價函數(shù)只具備初步客觀評價圖像清晰度的能力,評判標準也參差不齊,很難完全代替人的主觀感受[5]。為進一步評判木紋圖像清晰度評價值的準確性,本研究結(jié)合主觀評價法,通過相互驗證實現(xiàn)主客觀評價的一致性。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 木紋圖像的去噪效果與評價

        2.1.1 Photoshop去噪

        在400%的縮放比例下,未經(jīng)透明底漆涂飾的木紋圖像幾乎看不見噪點,使用去噪工具反而會使圖像模糊。因此,本研究去噪處理的對象為經(jīng)過透明底漆涂飾的木紋圖像。

        在Photoshop CC2018中,使用不同去噪工具處理木紋圖像時的參數(shù)設(shè)置及去噪效果見表1和2。

        表1 減少雜色的參數(shù)設(shè)置及效果Table 1 Parameters setting and effect of Reducing Noise

        表2 蒙塵與劃痕的參數(shù)設(shè)置及效果Table 2 Parameters setting and effect of Dust and Scratches

        1)在減少雜色效果的參數(shù)設(shè)置中,“高級”模式下的設(shè)置不受“基本”模式影響。因此,本研究采用“高級”模式。其中,應(yīng)用于“整體”選項的只有“減少雜色”“銳化細節(jié)”和“移去JPEG不自然感”,而應(yīng)用于“每通道”選項的“強度”和“保留細節(jié)”將覆蓋“整體”選項中相應(yīng)的設(shè)置。減少雜色可使噪點顏色接近木紋顏色,在此設(shè)為固定值50%。在RGB顏色模式中,通常紅色通道的噪點最少,藍色通道的噪點最多,據(jù)此對3個顏色通道設(shè)置不同的數(shù)值進行比較。在400%縮放比例下,方案三在保留更多紋理高頻細節(jié)的同時,去噪效果較佳。

        2)在蒙塵與劃痕效果的參數(shù)設(shè)置中,當(dāng)半徑為1像素,閾值超過20色階時,或當(dāng)半徑為2像素,閾值超過10色階時,肉眼可以明顯觀察到其他雜色的出現(xiàn)。在400%縮放比例下,方案五在保留更多紋理高頻細節(jié)的同時,去噪效果較佳。

        3)在去斑效果的參數(shù)設(shè)置中,疊加去斑次數(shù)不僅未能有效去除噪點,且相比其他濾鏡,木紋細小紋理的邊緣變得更加模糊。因此,不考慮使用該濾鏡對木紋圖像進行去噪。

        2.1.2 MATLAB去噪

        在MATLAB R2018b中,對木紋圖像R、G、B 3個通道進行濾波去噪,使用不同濾波方法處理木紋圖像時的參數(shù)設(shè)置及去噪效果見表3。

        表3 MATLAB濾波去噪的參數(shù)設(shè)置及效果Table 3 Parameters setting and effect of MATLAB noise filtering

        無論使用哪種濾波方法,當(dāng)模板大于5×5時,木紋圖像均產(chǎn)生了明顯的柔化,導(dǎo)致紋理細節(jié)丟失。因此,本研究分別采用3×3與5×5模板進行比較。在400%縮放比例下,高斯濾波與均值濾波的去噪效果幾乎完全一致。在保留更多紋理高頻細節(jié)的條件下,中值濾波的去噪效果均好于高斯濾波和均值濾波。而對于中值濾波,5×5模板處理的圖像相對模糊,但去噪效果更好,考慮到后期要用銳化改善圖像清晰度,也為了減少對噪點的銳化,本研究選用方案二。

        由于濾波去噪會降低圖像分辨率,因此,將分辨率統(tǒng)一為72 ppi。木紋圖像的原圖與Photoshop去噪中減少雜色的方案三、蒙塵與劃痕的方案五以及MATLAB去噪的方案二對比如圖1所示。由圖1可知,方案五與方案二的木紋圖像視覺效果接近,但方案二圖像的低頻部分更加平滑,兩者的噪點均較少,細小紋理均被柔化;方案三的木紋圖像噪點較多,且噪點顏色明顯異于木紋顏色,但高頻細節(jié)保留較完整;3種去噪方式都在某種程度上改變了原木紋圖像的色澤。

        圖1 去噪效果對比Fig. 1 The comparison of denoising effect

        2.1.3 去噪效果的評價與比較分析

        在MATLAB R2018b中,分別使用調(diào)制傳遞函數(shù)(MTF)與能量梯度函數(shù)(EOG)對上述3種較優(yōu)的去噪方案效果進行清晰度評價,評價值見表4。

        表4 去噪效果的函數(shù)評價值Table 4 Functional evaluation values of denoising effect

        由MTF值與EOG值可知,無論是灰度圖還是RGB圖,方案二的去噪效果最好。這是因為該圖像的低頻部分更加平滑,噪點更少,而減少噪點必然會在一定程度上使圖像模糊(原圖的MTF值大于方案三與方案二也說明了這一點)。因此,去噪效果越好,MTF值越大,EOG值越小。通過相互驗證,2種函數(shù)對木紋圖像去噪效果的清晰度評價與主觀評價具有一致性。

        方案五與方案二圖像的噪點均較少,但由于通過方案二(中值濾波去噪)處理的木紋圖像分辨率有所降低,因此,本研究采用方案五作為銳化前的去噪方案。

        2.2 木紋圖像的銳化效果與評價

        2.2.1 USM銳化

        關(guān)于木紋圖像的USM銳化方案,有試驗證明,單獨對L通道進行USM銳化比對圖像整體進行USM銳化的效果好,后者只適用于淺色系木紋圖像清晰度的調(diào)整,前者則同時適用于淺色系和深色系木紋圖像[20]。一般顯示器的顏色模式為RGB,上述方式必須先將顏色模式為RGB的木紋圖像轉(zhuǎn)換為Lab后,再對L通道進行銳化。但若再轉(zhuǎn)回RGB顏色,則會破壞8位/通道的圖像(由于量化誤差,對于色階為256的圖像,將丟失20~35的色階),導(dǎo)致不理想的顏色變化與色調(diào)分離。因此,本研究對2種顏色模式下的銳化方案均進行了討論。

        1)Lab顏色模式。在USM銳化中,半徑取值與圖像分辨率有關(guān),一般可遵循“半徑=圖像分辨率/200”的計算公式;數(shù)量取值與圖像大小有關(guān),一般2~3 MB的圖像可設(shè)為30%~40%[3];較低的閾值取值(1~4色階)適合有輕微紋理的區(qū)域,但可能不能提供足夠的保護。本研究采用的柚木木紋圖像分辨率為300 ppi,大小為2~3 MB。因此,在Lab顏色模式下,對L通道進行USM銳化的參數(shù)設(shè)置及銳化效果見表5。

        表5 USM銳化的參數(shù)設(shè)置及效果Table 5 Parameters setting and effect of USM Sharpening

        在400%的縮放比例下,當(dāng)半徑與閾值不變,而數(shù)量設(shè)為30%或40%時,肉眼幾乎難以觀察到差別;當(dāng)半徑與數(shù)量不變,而閾值設(shè)為0,2與4色階時,可以輕微觀察到圖像在逐漸變模糊。

        為進一步比較木紋圖像的清晰度,在MATLAB R2018b中,分別使用調(diào)制傳遞函數(shù)(MTF)與能量梯度函數(shù)(EOG)對上述6種銳化方案效果進行清晰度評價,MTF值與EOG值的變化趨勢如圖2a、b所示。其中,灰度圖與RGB圖的EOG值過于接近,幾乎重合。圖2a中的數(shù)據(jù)均是在100%縮放比例下導(dǎo)出圖像的MTF值,導(dǎo)出圖像的顏色模式為RGB,格式為PNG,分辨率為72 ppi。由于是比較不同參數(shù)設(shè)置的銳化效果,因此圖像格式統(tǒng)一即可。

        圖2 MTF值與EOG值的變化趨勢Fig. 2 The changing trend of MTF value and EOG value

        由MTF值與EOG值可知,無論是灰度圖還是RGB圖,方案四的銳化效果最好,即當(dāng)對L通道進行USM銳化的數(shù)量取40%,半徑取1.5像素,閾值取0色階時,木紋圖像最清晰。其中,閾值取值與主觀評價具有一致性。

        2)RGB顏色模式。在圖像的顏色模式為RGB的情況下,應(yīng)當(dāng)復(fù)制背景圖層,并將該圖層的混合模式設(shè)為“明度”,再對其進行USM銳化,參數(shù)設(shè)置同表5。同樣地,在MATLAB R2018b中,分別使用調(diào)制傳遞函數(shù)(MTF)與能量梯度函數(shù)(EOG)對上述6種銳化方案效果進行清晰度評價,MTF值與EOG值的變化趨勢如圖2c、d所示。其中,灰度圖與RGB圖的EOG值過于接近,幾乎重合。

        無論是主觀評價還是客觀評價,在混合模式“明度”下應(yīng)用銳化的結(jié)果與將圖像顏色模式轉(zhuǎn)換為Lab并銳化L通道的結(jié)果一致,即方案四的木紋圖像最清晰。

        綜上所述,2種函數(shù)對Lab顏色模式與RGB顏色模式下的木紋圖像不同銳化效果的清晰度評價均具有一致性。從靈敏度角度看,能量梯度函數(shù)(EOG)表現(xiàn)出相對優(yōu)異的性能。

        2.2.2 “疊加/高反差保留”方法

        在400%縮放比例下,當(dāng)高反差保留的半徑設(shè)置超過2像素或混合模式為“疊加”的圖層數(shù)量超過2層時,肉眼可明顯觀察到木紋圖像色澤的改變與噪點的加深。在RGB顏色模式下,使用“疊加/高反差保留”方法的參數(shù)設(shè)置及銳化效果見表6。

        表6 “疊加/高反差保留”方法的參數(shù)設(shè)置及效果Table 6 Parameters setting and effect of “overlay and high pass” method

        在MATLAB R2018b中,分別使用調(diào)制傳遞函數(shù)(MTF)與能量梯度函數(shù)(EOG)對上述4種銳化方案效果進行清晰度評價,評價值見表7。

        表7 銳化效果的函數(shù)評價值Table 7 Functional evaluation value of sharpening effect

        其中,肉眼可以明顯觀察到方案四的木紋圖像最清晰,對應(yīng)的MTF值與EOG值也最大,但噪點較明顯,與原木紋圖像的色澤差異較大。方案二與方案三的視覺效果接近,在400%縮放比例下,可以觀察到方案三的木紋圖像新產(chǎn)生的雜色較少,圖像更清晰,對應(yīng)的MTF值也較大。而方案二由于圖層的疊加導(dǎo)致雜色加深,相鄰像素灰度值差值的平方和變大,因此,對應(yīng)的EOG值也較大。

        綜上所述,本研究選擇方案三作為“疊加/高反差保留”方法的銳化效果最佳方案。當(dāng)其中有一個量固定不變時,混合模式為“疊加”的圖層數(shù)量越多(或半徑取值越大),圖像的高頻細節(jié)就越清晰,對應(yīng)的MTF值與EOG值就越大,但EOG值越大,并不代表圖像就越清晰。

        2.2.3 銳化效果的評價與比較分析

        在Photoshop中的Lab顏色模式下,導(dǎo)出圖像會自動轉(zhuǎn)為RGB顏色模式,分辨率由300 ppi降為72 ppi。因此,該模式下導(dǎo)出圖像的銳化效果與RGB顏色模式下導(dǎo)出圖像的銳化效果無法通過MTF值或EOG值進行比較,但兩者最佳銳化效果的參數(shù)設(shè)置是一致的。

        為保證木紋圖像的高分辨率,選擇USM銳化(RGB顏色模式)中的方案四與“疊加/高反差保留”方法中的方案三進行比較。為更加精確地比較,將兩者的半徑取值統(tǒng)一設(shè)為1.5像素。同時,對與之對應(yīng)且未經(jīng)去噪處理的素板木紋圖像采用相同的銳化參數(shù)設(shè)置,驗證調(diào)整參數(shù)的普遍適用性。在MATLAB R2018b中,分別使用調(diào)制傳遞函數(shù)(MTF)與能量梯度函數(shù)(EOG)對上述2種銳化方案效果進行清晰度評價,評價值見表8。

        表8 2種銳化方案效果的函數(shù)評價值Table 8 Functional evaluation value of the effects of two sharpening schemes

        1)對于沒有進行去噪處理的素板木紋圖像,由MTF值與EOG值可知,無論是灰度圖還是RGB圖,在半徑取值均為1.5像素的情況下,采用覆蓋一層“疊加”圖層的“高反差保留”方法的木紋圖像比在“明度”圖層進行的數(shù)量設(shè)為40%、閾值設(shè)為0色階的USM銳化(RGB顏色模式)方法更清晰。在400%縮放比例下,也可以觀察到方案三的木紋圖像高頻細節(jié)更突出,看起來更清晰,而方案四與原木紋圖像的細節(jié)紋理與色澤更接近,這與客觀評價值一致。

        2)對于進行去噪處理的經(jīng)過透明底漆涂飾的木紋圖像,由MTF值可知,未經(jīng)去噪處理的原木紋圖像最清晰,在經(jīng)過相同的去噪與不同的銳化處理后,方案三的木紋圖像更清晰;由EOG值可知,原木紋圖像與方案三的木紋圖像都比方案四的更清晰,但原木紋圖像灰度圖的EOG值較小,與其他數(shù)值的變化規(guī)律不符,說明能量梯度函數(shù)(EOG)對銳化效果的清晰度評價存在一定誤差。在400%縮放比例下,可以觀察到方案三與原木紋圖像更接近,保留了更多的紋理細節(jié)與色澤,看起來也更清晰,這與客觀評價值一致。

        3 結(jié) 論

        1)調(diào)制傳遞函數(shù)(MTF)與能量梯度函數(shù)(EOG)對木紋圖像去噪效果的清晰度評價與主觀評價具有一致性。去噪效果越好,圖像的MTF值越大,EOG值越小。在不降低原木紋圖像分辨率的前提下,使用“蒙塵與劃痕”濾鏡的半徑設(shè)為2像素,閾值設(shè)為10色階時,去噪效果最好。

        2)在Lab顏色模式下的木紋圖像應(yīng)用USM銳化效果的清晰度評價結(jié)果與RGB顏色模式下的結(jié)果一致,即當(dāng)USM銳化的數(shù)量設(shè)為40%、半徑設(shè)為1.5像素、閾值設(shè)為0色階時,銳化效果最好。其中,閾值取值的主客觀評價具有一致性。

        3)對于未經(jīng)去噪處理的素板木紋圖像,使用數(shù)量設(shè)為40%、半徑設(shè)為1.5像素、閾值設(shè)為0色階的USM銳化時,紋理細節(jié)與色澤更接近原木紋圖像,但清晰度不如另一方案;而對于經(jīng)過去噪處理的透明底漆涂飾的木紋圖像,使用半徑設(shè)為1.5像素,“疊加”圖層的數(shù)量設(shè)為1層的“疊加/高反差保留”方法,紋理細節(jié)與色澤更接近原木紋圖像,且清晰度也優(yōu)于另一方案。說明對于任何給定的圖像,不能以相同的方式進行銳化處理。

        4)無論是素板木紋圖像還是經(jīng)過透明底漆涂飾的木紋圖像,銳化效果越好,圖像的MTF值與EOG值越大,木紋圖像越清晰,這與主觀評價具有一致性。從靈敏度角度看,能量梯度函數(shù)(EOG)對木紋圖像清晰度的評價表現(xiàn)出相對優(yōu)異的性能,但其對銳化效果的評價存在一定誤差。

        5)在通過清晰度的調(diào)整來還原掃描得到的原木紋圖像紋理細節(jié)的過程中,去噪與銳化都在一定程度上改變了原木紋圖像的色澤,因此需要結(jié)合實際情況做出判斷。

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