第29卷第1期2012年1期网络出版时间:2012-09-1115:37网络出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/51.1196.TP.20120911.1537.006.html计算机应用研究ApplicationResearchofComputers基于K-means聚类的数字半色调算法*何自芬",詹肇麟"，张印辉"⑴.昆明理工大学机电工程学院，昆明650093;V.昆明理工大学材料科学与工程学院，昆明650093;)摘要：本文提出在数字半色调技术中应用K-mcans聚类法。算法中应用人类视觉系统模型(IIYS)和印刷模型最大限度减少原始灰度连续调图像和半色调图像之间的视觉误差。有先利用K-mcans聚类法将灰度图像分成2类、3类和4类分区，在每个聚类分区应用最小平方法(Leasi-Sqiwres)最小化二值半色调图像和原始灰度级图像之间的平方误差，所构造的半色调算法与LSMB算法相比，随着聚类分区的增加，图像平滑且边缘清噺度增加，尤其是在图像细节部位。与LSMB算法比较，该算法的均方误差值(MSEv)有所降低，而权重信噪比(WSNR)和峰值信噪比(PSNR)提高了0.2~2dB,模拟实验结果验证了算法的有效性。关键词：K-means聚类；数字半色调；人类视觉模型；基于模型的最小平方法(LSMB)中图分类号：TN911.73文献标志码：A文章编号：doi:10.3969加ssn.DigitalHlaftoningAlgorithmBasedonK-meansClusteringMethodHEZi-fen,a,ZHANZhao-lin,b,ZHANGYin-huila(1^.Facultyofmechanicalandelectricalengmeering,KunmingUniversityofScienceandTechnology,Kunming650093,China:1b.Facultyofmaterialsscienceandengineering.KunmingUniversityofScienceandTechnology.Kunming650093,China；)Abstract:K-meansclusteringmethodisappliedtodigitalhalftoning.Itappliesbothaprinternlodelandamodelforthehumanvisualsystem(IIVS)tothisalgorithm.Ourmethodstrivestominimizetheperceivederrorbetweenthecontinuousoriginalimageandthehalftoneimage・Firstly,thegrayinlageispartitionedintotwo,threeandfourregionsusingk-nleansinlagesegmentationmethod・EachclusteringusestheLeast-squaresmodel-based(LSMB)algorithm.Analysisandsimulationresultsshowthattheproposedalgorithmcanproducesbetterimagesmoothingandedgesharpness,especiallythepartsofimagedetailwhenweincreasethenuniberofclustering.ComparedwiththeLSMBalgorithm,themeansquareerror(MSEv)performancefortheproposedalgorithmisdecreased»theweightedsignal-to-noiseratio(WSNR)andthepeaksignalnoiseratio(PSNR)performancefortheproposedalgorithmisincreasedby0.2to3dB.Experimentalresultsindicatetheeffectivenessoftheproposedalgorithm.Keywords:k-meansclustering;digitalhalftoning;humanvisionsystem;least-squaresmodel-based收稿日期’2006-08-20；修回日期：基金项目’国家自然科学基金(60962007);昆明理工大学人才培养基金(2011-02);作者简介：何自芬(1976—),女(满儿山西阳泉人，讲师肿士研究生，主耍研究方向为图像处理、机器视觉和微纳制适技术(zyhhzfl998@163.com)；儈址麟(1964—)网脚士，教授,主要研究方向为农而工程.微纳制造技术和表而腐蚀与防护：张卬辉(1977—)、男(通讯作者儿阴士，副教授，主要研究方向为图像处理、机器视觉和机器学习.0引言半色调技术，也称加网技术，是将图像离散为像素图案,用不连续的网点来实现卬刷品上层次的浓淡变化。许多图像再现技术，例如激光雕刻凹版，激光打卬机，激光制版和数码打印机,只有二进制输出,在纸上或印版上输出有两种状态：打点或不打，单独的一个点上，只能农现有色或无色，而原始图像的每一个像索都有丰富的灰度信息，因而如何将•副色彩卞蓄的图像尽彊不火貞的衣现出来的技术就是一肓受到极人关注的数字半色调技术。数字半色调技术是基丁人眼的・视觉特性和图像的成色特性，利用数学、计算机等工具，在二值设备或多色二值设备上实现图像再现的一门技术⑴。数字半色调算法可分为三类3包括抖动法、谋差扩散法和迭代优化方法。尽管所有的半色调算法都或多或少地依赖于人眼特性和显示设备的特性，基于模型的半色调技术却S在建立较为准确的视觉...