23、扫描与数字成像系统的图像质量解析

扫描与数字成像系统的图像质量解析

1. 输入/输出密度关系曲线

1.1 不同类型曲线介绍

在成像系统中，输入/输出密度关系曲线有多种类型，它们对于系统的设计和图像的再现至关重要。
- 曲线A（二进制成像响应） ：这是一种二进制成像系统的曲线。在输入密度达到0.6之前，输出为白色（密度为0），当输入密度达到0.6时，输出变为黑色（密度为2.0）。这种曲线非常适合再现高对比度信息，因为它允许输入密度的最小值和最大值有相当大的变化，而不会改变整个系统的响应。
- 曲线B（线性成像响应） ：该系统对输入密度呈连续线性响应，输入等于输出。在反射率、辐照度甚至孟塞尔值（视觉亮度单位）方面，该系统都是线性的。
- 曲线C（逐步线性响应） ：这是一个经典的简化灰度系统，试图线性写入，但只有八个灰度级别。由于选择了对数密度单位，响应呈现为一系列小台阶，且台阶大小不同。若绘制输出反射率与输入反射率的关系，台阶大小将相等。不过，人眼视觉系统通常以对数或幂函数方式处理这些色调，因此密度图更能代表该图像的视觉效果。若选择256个灰度级别进行量化，每个台阶将分解为32个更小的子台阶，从而非常接近曲线B的连续曲线。
- 曲线D（饱和限制线性响应） ：当输入文档对比度相对较低（密度范围从0到0.8），而输出过程能够产生更高密度（如1.4）时，曲线D能为许多应用提供令人满意的解决方案。但与曲线B相比，它会增加对比度，因为其斜率更大。曲线D在输入密度大于0.8时被裁剪，意味着大于该密度的所有输入都将以1.4的输出密度打印，无法区分。