CS代写|图像处理作业代写Image Processing代考|COMP345
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CS代写|图像处理作业代写Image Processing代考|Half-Tone Output Technology
General printing equipment can only directly output binary images. For example, the grayscale output of a laser printer has only two levels (either printing, outputting black; or not printing, outputting white). To output a grayscale image on a binary image output device and maintain its original grayscale level, a technique called half-tone output is often used.
Half-tone output technology can be regarded as a technology that converts grayscale images into binary images. It converts various gray scales in the intended output image into a binary point mode so that the grayscale image can be output by a printing device that can only directly output binary points. At the same time, it takes advantage of the integrated characteristics of the human eye, by controlling the form of the output binary point pattern (including number, size, shape, etc.) to give people a visual sense of multiple gray levels. In other words, the image output by the half-tone output technology is still a binary image at a very fine scale, but due to the spatial local averaging effect of the eyes, what is perceived is a grayscale image at a coarser scale. For example, in a binary image, the gray level of each pixel is only white or black, but from a certain distance, the unit perceived by the human eye is composed of multiple pixels, then the gray level perceived by the human eye is the average gray level of all pixels in this unit (proportional to the number of black pixels).
Half-tone output technology is mainly divided into two types: amplitude modulation (AM) technology and frequency modulation (FM) technology, which will be introduced separately below.
In the beginning, the half-tone output technology proposed and used displays of different gray levels by adjusting the size of the output black dots, which can be called amplitude modulation (AM) half-tone output technology. For example, the pictures in the early newspapers used ink dots of different sizes on the grid to represent the gray scale. When viewed from a certain distance, a group of small ink dots can produce a brighter gray scale visual effect, while a group of large ink dots can produce a darker gray scale visual effect. In practice, the size of ink dots is inversely proportional to the gray scale being represented, that is, the dots printed in the bright image region are small, and the dots printed in the dark image region are larger. When the ink dot is small enough and the observation distance is long enough, the human eye can obtain a relatively continuous and smooth gray-scale image according to
the integrated characteristics. In general, the resolution of pictures in newspapers is about 100 dots per inch (DPI), while the resolution of pictures in books or magazines is about 300 DPI.
In amplitude modulation, the binary points are regularly arranged. The size of these dots varies according to the gray scale to be represented, and the shape of the dots is not a decisive factor. For example, on a laser printer, it simulates different gray scales by controlling the proportion of ink coverage, and the shape of the ink dots is not strictly controlled. When the amplitude modulation technology is used, the effect of the output binary point mode not only depends on the size of each point but also depends on the size of the grid interval. The smaller the interval, the higher the output resolution. The interval size of the grid is limited by the resolution of the printer (measured in DPI).
CS代写|图像处理作业代写Image Processing代考|Half-Tone Output Mask
A specific implementation method of half-tone output is to first subdivide the image output unit and combine the adjacent basic binary points to form the output unit so that each output unit contains several basic binary points. Let some basic binary points output black while other basic binary points output white to get different grayscale effects. In other words, to output different gray levels, a set of masks/templates needs to be established, and each mask corresponds to an output unit. Divide each mask into regular grids, and each grid corresponds to a basic binary point. By adjusting each basic binary point to black or white, each mask can output a different grayscale so as to achieve the purpose of outputting grayscale images.
If a mask is divided into $2 \times 2$ grids, five different gray levels can be output according to the way shown in Figure 1.7. If a mask is divided into $3 \times 3$ grids, ten different gray scales can be output according to the way shown in Figure 1.8. If a mask is divided into $4 \times 4$ grids, 17 different gray scales can be output according to the way shown in Figure 1.9. By analogy, if a mask is divided into $n \times n$ grids, then $n^2+1$ different gray levels can be output.
Because there are $C_k^n=n ! /(n-k) ! k !$ different methods for putting $k$ points into $n$ units, the arrangement of black points in these figures is not unique. Note that if a grid is black at a certain gray level, it will still be black in all outputs greater than that gray level.
Divide the mask into grids according to the above method, then to output 256 gray levels, a mask needs to be divided into $16 \times 16$ units, that is, $16 \times 16$ positions are used to represent one pixel. It can be seen that the spatial resolution of the output image will be greatly affected. It can be seen that the half-tone output technology is only worth using when the gray value output by the output device itself is limited, and it is a reduction in spatial resolution in exchange for an increase in amplitude resolution. Assuming that each pixel in a $2 \times 2$ matrix can be white or black, each pixel requires one bit. Regarding this $2 \times 2$ matrix as a half-tone output unit, this unit needs 4 bits and can output 5 gray scales ( 16 modes),which are $0 / 4,1 / 4,2 / 4,3 / 4$, and $4 / 4$ (or written as $0,1,2,3$, and 4). However, if a pixel is represented by four bits, the pixel can have 16 gray levels. From this point of view, when the half-tone output uses the same storage unit, if the number of output levels increases, the number of output units will decrease.
To maintain the sharpness of the details in the image, it is necessary to have more lines per inch; at the same time, to represent these details, it also needs to have more brightness levels. This requires the printer to be able to print a large number of very small dots. Dividing a template into $8 \times 8$ grids can print 65 gray scales. For printing at 125 lines per inch, this corresponds to $8 \times 125=1,000 \mathrm{dpi}$. In most applications, this is the lower limit of the printed image. Color printing requires smaller dots, and high-quality printing often requires $2,400-3,000$ dpi.
When outputting images on different media, the required resolutions are often different. For example, when an image is displayed on the screen, the number of rows per inch generally corresponds to the number of grids per inch. When displaying images in newspapers, a resolution of at least 85 lines per inch is often used; for magazines or books, a resolution of at least 133 lines or 175 lines per inch is often used.
图像处理代考
CS代写|图像处理作业代写Image Processing代考|Half-Tone Output Technology
一般的印刷设备只能直接输出二值图像。例如,激光打印机的灰度输出只有两个级别(打印,输出黑色;或不打印,输出白色)。为了在二进制图像输出设备上输出灰度图像并保持其原始灰度级,通常使用一种称为半色调输出的技术。
半色调输出技术可以看作是一种将灰度图像转换为二值图像的技术。它将预期输出图像中的各种灰度转换为二进制点模式,使灰度图像可以由只能直接输出二进制点的打印设备输出。同时,它利用人眼的综合特性,通过控制输出二进制点图案的形式(包括数量、大小、形状等),给人以多重灰度的视觉感受。也就是说,半色调输出技术输出的图像仍然是非常精细尺度的二值图像,但由于眼睛的空间局部平均效应,感知到的是较粗尺度的灰度图像。例如,在二值图像中,
半色调输出技术主要分为调幅(AM)技术和调频(FM)技术两种,下面分别介绍。
半色调输出技术最初是通过调整输出黑点的大小来提出和使用不同灰度的显示器,可称为调幅(AM)半色调输出技术。例如,早期报纸上的图片在网格上使用不同大小的墨点来表示灰度。从一定距离看,一组小墨点可以产生较亮的灰度视觉效果,而一组大墨点可以产生较暗的灰度视觉效果。在实际应用中,墨点的大小与所代表的灰度成反比,即在亮图像区域打印的墨点较小,在暗图像区域打印的墨点较大。当墨点足够小,观察距离足够长时,
综合特征。一般来说,报纸上图片的分辨率约为每英寸100点(DPI),而书籍或杂志上的图片分辨率约为300 DPI。
在幅度调制中,二进制点是规则排列的。这些点的大小根据要表示的灰度而变化,点的形状不是决定性因素。比如在激光打印机上,通过控制墨水覆盖的比例来模拟不同的灰度,对墨点的形状没有严格控制。使用幅度调制技术时,输出二进制点模式的效果不仅取决于每个点的大小,还取决于网格间隔的大小。间隔越小,输出分辨率越高。网格的间隔大小受打印机分辨率的限制(以 DPI 为单位)。
CS代写|图像处理作业代写Image Processing代考|Half-Tone Output Mask
半色调输出的一种具体实现方法是先对图像输出单元进行细分,将相邻的基本二进制点组合形成输出单元,使得每个输出单元包含若干个基本二进制点。让一些基本二进制点输出黑色,而其他基本二进制点输出白色,以获得不同的灰度效果。也就是说,要输出不同的灰度级,需要建立一组掩码/模板,每个掩码对应一个输出单元。将每个掩码分成规则的网格,每个网格对应一个基本的二进制点。通过将每个基本二进制点调整为黑色或白色,每个掩模可以输出不同的灰度,从而达到输出灰度图像的目的。
如果一个掩码分为2×2格,按照图 1.7 所示的方式可以输出五种不同的灰度。如果一个掩码分为3×3格,按照图 1.8 所示的方式可以输出十种不同的灰度。如果一个掩码分为4×4格,按照图 1.9 所示的方式可以输出 17 种不同的灰度。以此类推,如果一个面具被分为n×n格子,然后n2+1可以输出不同的灰度。
因为有Cķn=n!/(n−ķ)!ķ!不同的放置方法ķ指向n单位,这些图中黑点的排列并不是唯一的。请注意,如果网格在某个灰度级为黑色,则在所有大于该灰度级的输出中仍将是黑色。
按照上面的方法将mask划分成网格,那么要输出256个灰度级,需要将一个mask划分为16×16单位,即16×16位置用于表示一个像素。可以看出,输出图像的空间分辨率会受到很大影响。可见,半色调输出技术只有在输出设备本身输出的灰度值有限的情况下才值得使用,它是以空间分辨率的降低换取幅度分辨率的提高。假设每个像素在2×2矩阵可以是白色或黑色,每个像素需要一位。关于这个2×2矩阵作为半色调输出单元,该单元需要 4 位,可以输出 5 种灰度(16 种模式),分别是0/4,1/4,2/4,3/4, 和4/4(或写成0,1,2,3, 和 4)。但是,如果一个像素用 4 位表示,则该像素可以有 16 个灰度级。由此看来,当半色调输出使用相同的存储单元时,如果输出级数增加,输出单元数会减少。
为了保持图像中细节的清晰度,每英寸必须有更多的线条;同时,为了表现这些细节,还需要有更多的亮度等级。这就要求打印机能够打印大量非常小的点。将模板划分为8×8网格可以打印65个灰度。对于以每英寸 125 行打印,这对应于8×125=1,000dp一世. 在大多数应用中,这是打印图像的下限。彩色打印需要更小的网点,而高质量打印通常需要2,400−3,000dpi。
在不同媒体上输出图像时,所需的分辨率往往不同。例如,在屏幕上显示图像时,每英寸的行数通常对应于每英寸的网格数。在报纸上显示图像时,通常使用至少 85 行/英寸的分辨率;对于杂志或书籍,通常使用每英寸至少 133 行或 175 行的分辨率。
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金融工程代写
金融工程是使用数学技术来解决金融问题。金融工程使用计算机科学、统计学、经济学和应用数学领域的工具和知识来解决当前的金融问题,以及设计新的和创新的金融产品。
非参数统计代写
非参数统计指的是一种统计方法,其中不假设数据来自于由少数参数决定的规定模型;这种模型的例子包括正态分布模型和线性回归模型。
广义线性模型代考
广义线性模型(GLM)归属统计学领域,是一种应用灵活的线性回归模型。该模型允许因变量的偏差分布有除了正态分布之外的其它分布。
术语 广义线性模型(GLM)通常是指给定连续和/或分类预测因素的连续响应变量的常规线性回归模型。它包括多元线性回归,以及方差分析和方差分析(仅含固定效应)。
有限元方法代写
有限元方法(FEM)是一种流行的方法,用于数值解决工程和数学建模中出现的微分方程。典型的问题领域包括结构分析、传热、流体流动、质量运输和电磁势等传统领域。
有限元是一种通用的数值方法,用于解决两个或三个空间变量的偏微分方程(即一些边界值问题)。为了解决一个问题,有限元将一个大系统细分为更小、更简单的部分,称为有限元。这是通过在空间维度上的特定空间离散化来实现的,它是通过构建对象的网格来实现的:用于求解的数值域,它有有限数量的点。边界值问题的有限元方法表述最终导致一个代数方程组。该方法在域上对未知函数进行逼近。[1] 然后将模拟这些有限元的简单方程组合成一个更大的方程系统,以模拟整个问题。然后,有限元通过变化微积分使相关的误差函数最小化来逼近一个解决方案。
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随机分析代写
随机微积分是数学的一个分支,对随机过程进行操作。它允许为随机过程的积分定义一个关于随机过程的一致的积分理论。这个领域是由日本数学家伊藤清在第二次世界大战期间创建并开始的。
时间序列分析代写
随机过程,是依赖于参数的一组随机变量的全体,参数通常是时间。 随机变量是随机现象的数量表现,其时间序列是一组按照时间发生先后顺序进行排列的数据点序列。通常一组时间序列的时间间隔为一恒定值(如1秒,5分钟,12小时,7天,1年),因此时间序列可以作为离散时间数据进行分析处理。研究时间序列数据的意义在于现实中,往往需要研究某个事物其随时间发展变化的规律。这就需要通过研究该事物过去发展的历史记录,以得到其自身发展的规律。
回归分析代写
多元回归分析渐进(Multiple Regression Analysis Asymptotics)属于计量经济学领域,主要是一种数学上的统计分析方法,可以分析复杂情况下各影响因素的数学关系,在自然科学、社会和经济学等多个领域内应用广泛。
MATLAB代写
MATLAB 是一种用于技术计算的高性能语言。它将计算、可视化和编程集成在一个易于使用的环境中,其中问题和解决方案以熟悉的数学符号表示。典型用途包括:数学和计算算法开发建模、仿真和原型制作数据分析、探索和可视化科学和工程图形应用程序开发,包括图形用户界面构建MATLAB 是一个交互式系统,其基本数据元素是一个不需要维度的数组。这使您可以解决许多技术计算问题,尤其是那些具有矩阵和向量公式的问题,而只需用 C 或 Fortran 等标量非交互式语言编写程序所需的时间的一小部分。MATLAB 名称代表矩阵实验室。MATLAB 最初的编写目的是提供对由 LINPACK 和 EISPACK 项目开发的矩阵软件的轻松访问,这两个项目共同代表了矩阵计算软件的最新技术。MATLAB 经过多年的发展,得到了许多用户的投入。在大学环境中,它是数学、工程和科学入门和高级课程的标准教学工具。在工业领域,MATLAB 是高效研究、开发和分析的首选工具。MATLAB 具有一系列称为工具箱的特定于应用程序的解决方案。对于大多数 MATLAB 用户来说非常重要,工具箱允许您学习和应用专业技术。工具箱是 MATLAB 函数(M 文件)的综合集合,可扩展 MATLAB 环境以解决特定类别的问题。可用工具箱的领域包括信号处理、控制系统、神经网络、模糊逻辑、小波、仿真等。