Повышение эффективности работы полиграфического оборудования путем совершенствования методов обработки информации на допечатной стадии тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.13, кандидат наук Шефер Елена Александровна

• Шефер Елена Александровна
• кандидат наук
• 2018

Оглавление диссертации кандидат наук Шефер Елена Александровна

Введение

Глава 1. Исследование влияния допечатных процессов

на эффективность работы полиграфического оборудования

1.1 Общие сведения о технологическом процессе производства печатной продукции

1.2 Причины появления растискивания и меры по их устранению

1.3 Изображение как реакция зрительной системы человека

на поток электромагнитного излучения

1.4 Поток излучения как скалярная функция векторного аргумента

1.5 Общая схема компьютерной обработки сигналов. Проблема бинаризации сигналов

1.6 Бинаризация одномерных и двумерных сигналов

1.7 Постановка задачи исследования

Глава.2. Основные методы бинаризации сигналов

2.1 Постановка задачи бинаризации

2.2 Широтно-импульсная модуляция сигналов

2.3 Д-алгоритм

2.4 Стохастическая бинаризация

2.5 Метод диффузии ошибки

2.6 Выводы по второй главе

Глава 3. Исследование качества передачи информации

при различных методах бинаризации

3.1 Исследование свойств ШИМ для одномерных сигналов

3.2 Исследование свойств ШИМ для двумерных сигналов

3.3 Исследование свойств Д-алгоритма для одномерных сигналов

3.4 Исследование свойств Д-алгоритма для двумерных сигналов

3.5 Исследование свойств стохастической бинаризации для одномерных сигналов

3.6 Исследование свойств стохастической бинаризации для двумерных сигналов

3.7 Исследование свойств метода диффузии ошибки для одномерных сигналов

3.8 Исследование свойств метода диффузии ошибки для двумерных сигналов

3.9 Выводы по главе

Глава 4. Исследование устойчивости алгоритмов бинаризации к растискиванию

4.1 Разработка программы моделирования растискивания

4.2 Исследования устойчивости ШИМ к растискиванию

4.3 Исследования устойчивости Д-алгоритма к растискиванию

4.4 Исследования устойчивости

алгоритма стохастической бинаризации к растискиванию

4.5 Исследования устойчивости алгоритма диффузии ошибки к растискиванию

4.6 Выводы по главе

Заключение

Литература

Приложение А

А.1 Листинг программы для исследования бинаризации

одномерных сигналов методом ШИМ

А.1.2 Определение зависимостей погрешностей от размера окна к

А.1.2 Определение зависимостей погрешностей от числа периодов дискретизации

и количества ступеней квантования

А.2 Листинг программы для исследования бинаризации

одномерных сигналов Д-алгоритмом

А.3 Листинг программы для исследования бинаризации

одномерных сигналов стохастическим методом

A.4 Листинг программы для исследования бинаризации

одномерных сигналов методом диффузии ошибки

Приложение Б

Б.1 Исследование методов бинаризации двумерных сигналов

Б.2 Функции, вызываемые в программе В_м1пйсм.ш

Приложение В

B.1 Моделирование растискивания

В.2 Функции, вызываемые в программе В_шиШр1у.ш

В.З.Исследование устойчивости методов растрирования к растискиванию

В.4 Функция, выполняющая увеличение или уменьшение растровой точки

В.5 Моделирование растискивания с переменным коэффициентом

В.6 Функции, вызываемые в программе D_twist_diffus_2.ш

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение эффективности работы полиграфического оборудования путем совершенствования методов обработки информации на допечатной стадии»

ВВЕДЕНИЕ

Одним из направлений развития полиграфической отрасли является повышение эффективности использования технологического оборудования, уменьшение трудовых и материальных затрат, снижение уровня технологических отходов. К определяющим этапам процесса изготовления печатной продукции относятся допечатная подготовка и печатный процесс. Производство печатной продукции осуществляется на автоматизированном полиграфическом оборудовании, которое управляется электронными контроллерами, имеет программное обеспечение и встроенные подсистемы оперативного контроля. В зависимости от конструкции производительность печатных машин составляет от 15 000 до 100 000 оттисков/час.

Для воспроизведения градаций тона в полиграфии применяется автотипный принцип, оригиналом для которого является цифровой файл, получаемый в программной среде, сканированием, цифровой съемкой и т.п. Подготовленный для печати файл поступает в RIP (Raster Image Processor), где выполняется процедура бинаризации, т.е. производится замена многоуровневого цифрового сигнала двухуровневым (в терминах полиграфии эта процедура называется растрированием). Процедура допечатной подготовки, как правило, включает операцию изготовления печатных форм, которые затем применяются в качестве инструмента на печатных машинах различной конструкции. Качество получаемых оттисков определяется правильным и устойчивым воспроизведением цвета и зависит от множества факторов, наиболее важным из которых является растискивание растровых точек. Важно обеспечить низкий и стабильный показатель растискивания.

На этапе печати существенное влияние на растискивание оказывает состояние полиграфического оборудования. Методика и инструменты предварительного определения и установки оптимального значения растискивания, учитывающие состояние печатной машины практически отсутствуют. Как правило, в целях минимизации растискивания используется

метод последовательных настроек механизмов и устройств печатной машины, что требует значительных затрат. Одним из наиболее эффективных методов повышения производительности печати и снижения технологических потерь в полиграфии является метод «предугадывания» растискивания растровых точек на допечатной стадии. Исходя из сказанного, тема диссертационной работы является важной и актуальной.

Целью настоящей работы является разработка математического, алгоритмического и программного обеспечения для улучшения качества печатной продукции путем снижения и стабилизация величины растискивания на офсетных печатных машинах.

Для достижения поставленной цели в работе необходимо решить следующие задачи:

— определить устройства и механизмы полиграфического оборудования, приводящие к появлению растискивания;

— провести анализ процесса формирования растровой точки при печати на основе теории преобразования двумерного сигнала;

— формализовать процесс переработки информации при печати с использованием математических методов обработки сигналов;

— обосновать методику бинаризации сигналов при исследовании процесса формирования растровой точки;

— провести анализ математических моделей приемников бинарных сигналов с учетом особенностей зрительного восприятия;

— провести исследование качественных показателей методов бинаризации;

— разработать модель растискивания растровой точки и исследовать влияние методов бинаризации на минимизацию и устойчивость процесса растискивания.

Методология и методы исследования. В теоретических исследованиях использовались теория линейных метрических пространств, цифровое представление изображения как двумерного сигнала, общая теория сигналов, гармонический анализ сигналов.

Научная новизна работы состоит в том, что:

предложена модель растискивания печатных элементов с использованием методов бинаризации двумерных сигналов, разработано соответствующее математическое, алгоритмическое обеспечение, позволяющее анализировать параметры растискивания на допечатной стадии;

предложена математическая модель приемника бинарного сигнала, которая учитывает параметры зрительного восприятия печатной продукции;

предложена методика оценки бинаризации одномерных и двумерных сигналов, выполнен анализ существующих методов бинаризации;

выполнен сравнительный анализ одномерных и двумерных сигналов; показано, что бинаризация сигнала применительно к процессу растрирования изображения не зависит от его размерности.

Практическая значимость результатов работы. Разработанное математическое, алгоритмическое и программное обеспечение доведено до практической реализации в виде программного комплекса, позволяющего получать матрицу коэффициентов растискивания, которая дает возможность вносить «предискажающие изменения» в компьютерный образ оттиска. При этом имеется возможность учитывать дефекты печатных цилиндров. Полученные результаты позволяют сократить объем наладочных работ при подготовке тиража на офсетных печатных машинах, а также могут быть использованы и для совершенствования других способов печати. Программный продукт, предназначенный для проведения исследования устойчивости методов растрирования к растискиванию, зарегистрирован Федеральной службой по интеллектуальной собственности (свидетельство о регистрации № 2015617049 от 29.06.2015).

Материалы диссертации переданы в филиал «Санкт-Петербургский газетный комплекс» АО «Первая Образцовая типография», в ООО «Многопрофильная Санкт-Петербургская Типография» и используются в учебном процессе Санкт-Петербургского государственного университета промышленных технологий и дизайна на кафедре Информационных и управляющих систем при

чтении лекций, проведении практических и лабораторных занятий по дисциплине «Цифровая обработка изображений», в курсовом и дипломном проектировании при подготовке бакалавров по направлениям подготовки 15.03.02 -Технологические машины и оборудование (профиль «Полиграфические машины и автоматизированные комплексы», 09.03.02 - Информационные системы и технологии (профиль «Информационные технологии в медиаиндустрии»).

Апробация результатов работы. Основные положения диссертации представлены в виде докладов на международных конференциях и семинарах. Практическая значимость подтверждена актами апробации в филиале «Санкт-Петербургский газетный комплекс» АО «Первая Образцовая типография» и в ООО «Многопрофильная Санкт-Петербургская Типография», а также свидетельством о регистрации программы для ЭВМ.

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 10 научных работах, в том числе 5 статей в журналах, входящих в «Перечень ...» ВАК РФ, 4 тезисов докладов, 1 свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка использованных источников и приложений. Общий объем работы составляет 120 стр. машинописного текста, 79 рисунков, 3 приложений. Список литературы включает 55 источников.

ГЛАВА 1. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ДОПЕЧАТНЫХ ПРОЦЕССОВ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАБОТЫ ПОЛИГРАФИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ

1.1 Общие сведения о технологическом процессе производства

печатной продукции

Производство печатной продукции, характеризующееся значительными тиражами, как правило, осуществляется офсетным способом. Технологический процесс изготовления печатной продукции предполагает наличие трех стадий: допечатную подготовку, печать и послепечатную обработку.

Допечатная подготовка включает в свой состав операции набора и верстки, цветоделения и изготовления печатных форм, которые выполняются на современных компьютерах, сканерах и лазерно-оптических выводных устройствах, оснащенных комплексом программных средств. Центральное место здесь занимает процедура растрирования, которая заключается в преобразовании полутонового изображения в штриховое. Растрирование может выполняться различными методами амплитудной и частотной модуляции [5,10,18,19,50]. На основе полученного файла изготавливается печатная форма для каждой краски. Изготовленные печатные формы затем применяются в качестве инструмента на печатных машинах различной конструкции. Качество получаемых оттисков заключается в правильном и устойчивом воспроизведении цвета во время печатного процесса.

Печать продукции - это сложный физико-химический процесс создания изображения путем переноса краски на запечатываемый материал. Для реализации этого технологического процесса используется автоматизированное печатное оборудование, на котором выполняется подготовка краски и увлажняющего раствора, их транспортирование на устройства переноса изображения с печатных форм на запечатываемый материал. Печатные машины являются сложными техническими многоприводными комплексами, которые управляются электронными контроллерами, имеют программное обеспечение и встроенные подсистемы контроля установленных режимов функционирования.

Полиграфическое оборудование за последние годы постоянно совершенствуется, увеличивается производительность печати, расширяются функциональные возможности программного обеспечения. При этом важным фактором остается качество конечного продукта.

Рассмотрим подробнее схему красочного аппарата печатной машины (рис.1.1). В представленной схеме валики 5,7 раскатывают красочный слой, валики 1,2,3,4 являются накатными и подают краску на формный цилиндр. Для равномерной подачи краски режим работы накатных валиков может предусматривать траверсирование. Валики 5,6,7 имеют устройство терморегулирования. Система предусматривает разделение общего потока краски на два потока, что обеспечивает более точную регулировку подачи краски.

Рисунок 1.1 - Схема красочного аппарата офсетной печатной машины

Однако, основную роль в точности регулирования подачи краски играет использование шиберных устройств, обеспечивающих необходимый минимальный слой краски на дукторном цилиндре 8. Шиберные устройства заменили красочный нож, с помощью которого задавался зазор между поверхностью краски и поверхностью дукторного вала. Шиберные устройства подачи краски управляются от шаговых двигателей, которые обеспечивают регулирование красочного зазора с точностью 0,1 мк. Принципиальная конструкция шиберного устройства, регулирующего подачу краски на дукторный цилиндр, приведена на рисунке 1.2.

з 1

5 4

Рисунок 1.2 - Конструкция шиберного устройства

Зазор между поверхностью дукторного цилиндра 2 и ножом шибера 3 регулируется шаговым двигателем 5. Зависимость перемещения ножа от количества управляющих импульсов двигателя позволяет регулировать красочный зазор с большей точностью. Применение шиберных устройств дало возможность разделить поперечное направление нанесения краски на 24 зоны против трех зон при использовании красочного ножа. Таким образом, точность дозировки краски из емкости с краской 1 соблюдается не только в радиальном, но и в аксиальном направлении.

Красочный поток накатными валиками 1, 2, 3, 4 наносится на формный цилиндр, на котором закрепляется печатная форма. Накатные валики системы увлажнения доставляют увлажняющий раствор на поверхность печатной формы.

Вторая фаза работы красочного аппарата выполняется в цепочке офсетный - печатный цилиндры. На этом этапе, кроме требований по геометрическим размерам офсетного и печатного цилиндров, появляется еще требование по усилию прижима запечатываемого материала печатным цилиндром.

Если говорить о геометрических размерах, то основным показателем является диаметр офсетного цилиндра, на поверхность которого натягивается резиновое офсетное полотно. Для того, чтобы установить определенный натяг (зазор) между формным и офсетным цилиндрами под офсетное полотно укладывается подкладка - декель.

Процесс печати тиража, как правило сопровождается изготовлением пробных оттисков, которые оцениваются на соответствие оригиналу, утвержденному заказчиком. Для достижения этого соответствия выполняется регулировка подачи краски, регулировка зазора между формным и офсетным цилиндрами, изменение величины натиска и другие операции.

Большая часть комплекса наладочных операций автоматизирована и выполняется начальными установками на пульте управления. К таким операциям относятся установка и приводка печатных форм, установка формата бумаги и контроль ее положения при транспортировании, температурный режим, регулирование вязкости и поверхностного натяжения краски и увлажняющего раствора, режим сушки оттиска и т.д. Отдельные параметры печати регулируются по результатам пробных оттисков, т.к. технические решения, позволяющие предварительно определить значение этих показателей, не найдены.

Типовыми показателями, влияющими на качество печатной продукции, являются: растискивание растровой точки, нарушение приводки форм, муар и др. [17]. В настоящей работе рассматривается растискивание растровой точки и возможные способы снижения его величины.

Физико-химические процессы, характерные для конструкции печатных машин, неизбежно приводят к появлению растискивания, заключающегося в изменении относительной площади растровой точки. Т.к. это явление неустранимо, то управление величиной растискивания оказывает большое влияние на качество конечной продукции и уровень технологических отходов при изготовлении полиграфической продукции. Главной задачей при этом становится обеспечение стабильности растискивания на этапе печати, путем компенсации его на стадии допечатной подготовки.

Стадии технологического процесса производства печатной продукции, методы растрирования, проблемы оценки качества печатных оттисков рассматриваются в работах Кузнецова Ю.В. [18,19], Самарина Ю.Н. [27], Дроздова В.Н. [10], Киппхана Г. [17], Лоу Д. [51] и др.

Для того, чтобы уменьшить время получения конечного продукта необходимо учитывать ряд факторов, влияющих на производительность и качество печатного процесса. За последние годы в полиграфии уже имеется достаточно исследований факторов, влияющих на эффективность печатного процесса [17,27]. Специалистами предпринимаются попытки повысить эффективность работы полиграфического оборудования путем уменьшения расхода материалов, снижения производственного цикла и повышения качества печатной продукции.

При оценке производительности печатного оборудования необходимо учитывать такие факторы, как объем тиража, красочность, формат заказа, квалификация печатника и т.д. Среди ряда факторов, влияющих на эффективность использования печатного оборудования, можно выделить следующие: производственная мощность, т.е. максимальный объем тиража в листопрогонах; время на приладку печати; время, рабочее время, затраченное непосредственно на процесс печати; количество используемой краски.

На эти факторы большое влияние оказывает не только сам процесс печати, но и допечатная подготовка, т.к. на этом этапе можно выбирать методы растрирования, т.е. оценивать выбранный метод бинаризации сигнала. Кроме

того, такой неминуемый эффект печати, как растискивание, можно компенсировать на стадии допечатной подготовки, правильно задав коэффициенты увеличения или уменьшения растровой точки.

1.2 Причины появления растискивания и меры по их устранению

Растискивание растровых точек является одним из основных факторов, определяющих качество изображения на бумажном носителе. Действительно, если изображение на макете представляется как совокупность ровных и округлых точек, составляющих полиграфический оттиск, то в реальном изображении на бумаге точки увеличивают свои размеры и приобретают неправильную форму. Такое явление приращения площади растровой точки, называемое растискиванием, относится к особенностям функционирования системы «офсетная машина - краска - бумага». Его суть заключается в изменении площади печатных элементов на оттиске относительно его площади, предусмотренной оригиналом А5, которое называют коэффициентом или степенью растискивания и выражают в процентах. По большей части А5 будет положительным, тогда наблюдается увеличение точки, но может быть и отрицательным, что характерно для печати изолированными субэлементами, размер которых настолько мал, что при определенных условиях они могут пропадать.

Важнейшим условием работы с изображением является корректная установка параметров растискивания. Если установлено неверное значение растискивания или установлены неверные параметры, то полученный оттиск может сильно отличаться от оригинала.

Визуальное увеличение площади растровой точки выражается в пропорциональном росте оптической плотности оттиска. Геометрическое и оптическое приращение точек растра увеличивают запечатанную область и уменьшают пробелы между растровыми точками. При просмотре оттиска невооруженным глазом он кажется слегка темнее, а в тенях с плотностью более 80% отдельные детали могут сливаться друг с другом. В светах возникает потеря

деталей и уменьшение контрастности. Еще сильнее растискивание влияет на цветопередачу, особенно в тех случаях, когда цвет образуется наложением двух или трех базовых триадных цветов, каждый из которых имеет небольшое процентное содержание.

Величина растискивания определяется двумя видами факторов: механическим и оптическим (рис. 1.3). Механическое растискивание - увеличение площади печатных элементов в результате механических воздействий на слой краски. Практически во всех видах печати перенос краски на бумагу происходит под давлением, которое вызывает растекание краски.

Расчетные границы точки

Рисунок 1.3 - Иллюстрация, изображающая механическое растискивание (слева)

и оптическое растискивание (справа)

Такого вида растискивание приводит к тому, что при одном и том же объеме краски увеличивается ее поверхностная площадь, за счет того, что уменьшается толщина красочного слоя (рис. 1.4): V = L ■ H = l ■ h = const

L

h

l

Рисунок 1.4 - Схематическое изображение сохранения объема краски в результате давления в печатной паре

Оптическое растискивание - увеличение оптической плотности растровых полей в результате рассеивания света в запечатываемом материале. Бумага обладает некоторой прозрачностью и поэтому часть светового потока проникает в нее и рассеивается в толщине бумажного носителя. Часть рассеянного в бумаге света поглощается красочным слоем. Из этого следует, что оптическая плотность растровых полей, напечатанных на бумаге, будет зависеть от прозрачности материала: чем выше прозрачность материала, тем выше оптическая плотность растровых полей. Это означает, что печатные элементы оказываются оптически больше по площади, чем в действительности.

Первым этапом появления растискивания растровой точки, как печатного элемента, является классическая технология экспонирования пленки на формную пластину в процессе изготовления печатных форм [17]. При этом происходит подсвечивание краев изображения и, как следствие, уменьшение печатных элементов. Однако применение технологии Computer-to-Plate (CtP) практически исключило растискивание на этапе предпечатной подготовки за счет минимизации хода лазерного луча, что благоприятно сказывается на четкости растровой точки, т.к. край точки получается жестким с явно выраженной границей. Такая точка максимально устойчива к флуктуация при проявке формной пластины.

Процесс печати значительно увеличивает эффект растискивания, возникает механическое растискивание, обусловленное воздействием на красочный слой. Кроме того, происходит сглаживание границ и скручивание углов печатных элементов, т.к. краска и увлажняющий раствор имеют поверхностное натяжение.

Основная составляющая растискивания обусловливается в офсетной печати при переносе краски сначала с формного цилиндра на офсетное резинотканевое полотно, а затем с офсетного полотна на бумагу. В каждом из этих двух переходов перенос краски обеспечивается давлением. Поскольку толщина переносимого красочного слоя мала, в местах соприкосновения происходит раздавливание порции краски, предназначенной для формирования растровой

точки. В результате площадь растрового элемента на оттиске становится больше размера растровой точки на форме.

Величина растискивания может зависеть и от способа печати, например печать на струйном или лазерном принтере дает высокий коэффициент

растискивания и вносит существенные искажения в форму точки (рис. 1.5).

* *

а б

Рисунок 1.5 - Растровые точки, образованные четырьмя пикселами: а -полученные посредством печати струйным принтером, б - лазерным принтером

На величину растискивания оказывает влияние и впитывающая способность бумаги [17,19]. Так, например, офсетная газетная бумага без покрытия имеет более высокую впитывающую способность, чем мелованная. Поэтому растискивание растровых точек на газетной бумаге более выражено. Т.к. растискивание практически напрямую связано с диффузными и оптическими свойствами бумаги, именно бумага является причиной оптического растискивания.

Краска, впитываясь, может растекаться, и это приводит к увеличению площади растровой точки. Степень поглощения зависит от пористости бумаги, типа краски, печатного процесса и натиска печати. Тяжелые вязкие краски меньше впитываются в волокна бумаги и меньше растискиваются, чем легкие и тягучие краски. Краска стекает от центра растровой точки в периферическую область. При этом по краю растровой точки образуется ореол, который получил название «вскипания» офсетной краски. Такой эффект провоцирует растискивание точки растра.

Причины растискивания, определяемые печатным оборудованием и условиями печати, целесообразно детализировать по следующим факторам:

давление между механическими парами в процессе печати; различие линейных скоростей офсетных цилиндров в рулонных машинах, различие диаметров офсетных и печатных цилиндров в листовых машинах; размер и форма печатного элемента (круглая точка имеет наименьшее растискивание при прочих равных условиях).

Рассматривая причины растискивания, необходимо, прежде всего, остановиться на проблемах подачи краски (рис. 1.1). Понятно, что избыточный объем подаваемой краски приводит к увеличению растискивания, поэтому механические решения, обеспечивающие минимизацию подачи краски и ее постоянство в процессе тиражирования, имеют решающее значение.

Схема подготовки красочного слоя в печатных машинах в значительной степени исключает причины растискивания растровых точек, связанные с толщиной нанесения красочного слоя. Это обусловлено применением шиберных устройств, которые имеют многоступенчатую систему раската краски и систему накатки краски на формный цилиндр в условиях регулирования в радиальном и аксиальном направлениях (рис.1.2).

Таким образом, причины растискивания на участке «красочный ящик -формный цилиндр» практически исключаются благодаря конструкции красочного аппарата. Однако, нельзя полагать принятую конструкцию достаточной гарантией, т.к. на причины растискивания активно влияют состояние механических пар, обеспечивающих раскат подаваемой краски и нанесение красочного слоя на формный цилиндр. Это означает, что овальность и конусность сопрягаемых валов и цилиндров должна быть в пределах допусков, установленных разработчиком. Большие величины овальности и конусности, возникшие вследствие износа сопрягаемых поверхностей, приводят к неравномерности нанесения краски на печатную форму. Таким образом, несоответствие раскатных и накатных валиков по геометрическим размерам должно быть исключено. Необходимо отметить, что в цепочке «красочный ящик - формный цилиндр» невозможно применить какие-либо регулирующие звенья.

Поэтому состояние геометрических размеров механических пар должно безоговорочно соответствовать установленным нормам.

Что касается печатного цилиндра, то его положение по отношению к офсетному можно регулировать и, тем самым, изменять давление офсетного цилиндра на бумагу. Таким образом, на этой фазе имеют место два показателя, определяющие растискивание растровой точки: зазор между формным и офсетным цилиндрами; величина натиска бумаги к офсетному цилиндру за счет положения печатного цилиндра.

Оба эти параметра являются регулируемыми: зазор между офсетным и формным цилиндрами - за счет декельной подкладки, а натиск - за счет изменения положения печатного цилиндра. Понятно, что при этом геометрические размеры офсетного цилиндра (овальность и конусность) должны быть выдержаны в пределах установленных допусков.

При реальном выполнении печати регулирование этих двух показателей достигается путем получения пробных оттисков, на которых проверяется уровень полученного растискивания. Это достаточно затратный технологический метод, в процессе которого используется дополнительное время и расходные материалы. Поэтому предварительное определение зазора между цилиндрами и величины натиска является важной задачей, решение которой позволяет сократить настроечное время и расход используемых материалов.

Таким образом, на величину растискивания существенное влияние оказывает состояние машины: регулирование зазоров в механизмах, обеспечивающих давление в парах, переносящих краску; состояние и твердость резинотканевого полотна офсетного цилиндра; правильная установка и регулировка толщины запечатываемого материала; регулировка краски по вязкости и поверхностному натяжению; регулировка жесткости воды и поверхностного натяжения увлажняющего раствора.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Шефер Елена Александровна, 2018 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Ануфриев, И.Е. Самоучитель Ма1ЪаЬ 5.3/б.х / И.Е. Ануфриев. - СПб.: БХВ-Петербург, 2004. - 736 с.

2. Гантмахер, Ф.Р. Теория матриц. / Ф.Р. Гантмахер - М.: Наука, 1966. - 576

с.

3. Гонсалес, Р. Цифровая обработка изображений в среде МАТЬАБ / Р. Гонсалес, С. Вудс. С. Эддинс: пер. с англ. - М.: Техносфера, 2005. - 1072 с.

4. Гонсалес, Р. Цифровая обработка изображений / Р. Гонсалес, С. Вудс.: пер. с англ. - М.: Техносфера, 2006. - 616 с.

5. Дроздов, В.Н. Один алгоритм бинаризации полутоновых изображений. / В.Н. Горбачев, В.Н. Дроздов, Е.С. Яковлева // Дизайн, материалы, технологии. -2009. - №2. С. 104-107.

6. Горский, Н. Представление и обработка изображений. Рекурсивный подход. / В.В. Александров, Н.Д. Горский. - М.: Наука, 1985. - 191 с.

7. Грегори, Р.Л. Разумный глаз. Как мы узнаем то, что нам не дано в ощущениях / Р.Л. Грегори. - М.: Едиториал УРСС, 2003. - 240 с.

8. Григоренко, А.М. Некоторые вопросы теории технической информации /

A.М. Григоренко. - М.: Издательство, 1998. -120 с.

9. Даджион, Д. Цифровая обработка многомерных сигналов / Д. Даджион, Р. Мерсеро: Пер. с англ.— М.: Мир, 1988. — 488 с.

10. Дроздов, В.Н. Модели полиграфических систем и сигналов. /

B.Н. Дроздов. - СПб.: Петербургский институтт печати, 2002. - 100с.

11. Дроздов, В. Н. Цифровое управление объектами с бинарным входом (часть 1) / В. Н. Дроздов, Е. А Шефер // Известия высших учебных заведений. Проблемы полиграфии и издательского дела. — 2011. — № 1. — С. 29-35.

12. Дроздов, В. Н. Методы бинаризации сигналов двумерного аргумента : статья / В. Н. Дроздов, Е. А. Шефер // Известия высших учебных заведений. Проблемы полиграфии и издательского дела. — 2011. — № 6. — С. 44-50.

13. Дьяконов, В.П. МАТЬАВ. Обработка сигналов и изображений. Специальный справочник / В.П. Дьяконов, И.В. Абраменкова. — СПб.; Питер, 2002. - 608 с.

14. Ефимов, М.В. Технические средства переработки текста и иллюстраций / М. В. Ефимов, С. К. Жебряков, А. С. Берлин и др. - М.: «Мир книги», 1994. 529 с.

15. Журавель, И.М. Краткий курс теории обработки изображений. -http : //matlab. exponenta.ru/imageprocess/index. php.

16. Казанович, Я.Б. Распознавание изображений с помощью нейронных сетей / Я.Б. Казанович. - М.: Пущинский научный центр АН СССР, 1991. - 31 с.

17. Киппхан, Г. Энциклопедия по печатным средствам информации. Технология и способы производства / Гельмут Киппхан: пер. с нем. - М.: МГУП, 2003. - 1280 с.

18. Кузнецов, Ю.В. Основы подготовки иллюстраций к печати. Растрирование / Ю.В. Кузнецов. - М.: Издательствово МГУП «Мир книги», 1998.

- 174 с.

19. Кузнецов, Ю.В. Технология обработки изобразительной информации / Ю.В. Кузнецов. - СПб.: Петербургский институт печати, 2002. - 312 с.

20. Марр, Д. Зрение. Информационный подход к изучению представления и обработки зрительных образов / Д. Марр: пер. с англ. - М.: Радио и связь, 1987 г.

- 400 с.

21. Виннер, Н. Кибернетика или управление и связь в животном и машине / Н. Виннер. 2-е изд. - М.: Советское радио, 1968. - 328 с.

22. Потапов, А.А. Новейшие методы обработки изображений / Под ред. А.А.Потапова. - М.: Физматлит, 2008. -496с.

23. Потапов, А.А., Новейшие методы обработки изображений / А.А. Потапов, А.А.Пахомов, С.А. Никитин, Ю.В. Гуляев. - М.: Физматлит, 2008. - 496 с.

24. Прэтт, У. Цифровая обработка изображений / У. Прэтт: Пер. с англ. — М.: Мир, 1982. — Кн. 1 — 312 с.

25. Прэтт, У. Цифровая обработка изображений / У. Прэтт: Пер. с англ. — М.: Мир, 1982. — Кн. 2 — 480 с.

26. Птачек, М. Цифровое телевидение. Теория и практика / М. Птачек - М.: Радио и связь, 1990. - 528 с.

27. Самарин, Ю.Н. Печатные системы фирмы Heidelberg. Допечатное оборудование: учебное пособие // Ю.Н. Самарин, Н.П. Сапошников, М.А. Синяк.

- М.: Издательство МГУП, 2000. - 208 с.

28. Сергиенко, А.Б. Цифровая обработка сигналов / А.Б. Сергиенко. - СПб: «Питер», 2003 - 332 с.

29. Смирнов, А.Я. Математические модели теории передачи изображений /

A.Я. Смирнов. - М.: «Связь», 1979. - 96 с.

30. Сулакова, Л. Дефекты офсетных печатных форм и причины их возникновения / Л. Сулакова // Компью Арт. - 1999. - № 2. - С. 27-36.

31. Сойфер, В.А. Методы компьютерной обработки изображений / Под. Ред.

B.А. Сойфера. - 2-е изд., испр. - М.: Физматлит, 2003. - 784 с.

32. Скурихин, А.В. Лаборатория АНИ, СПИИРАН. Основные требования к методам обработки сигналов на современном этапе развития вычислительных средств. //www.spiiras.nw.ru/rus/conferences. - 2011.

33. Темников, Ф.Е. Теоретические основы информационной техники / Ф.Е. Темников, В.А. Афонин, В.И. Дмитриев. - М.: Энергия, 1979. - 512 с.

34. Фершильд, М. Модели цветового восприятия / М. Фершильд: Пер. с англ. А.Е. Шадрина. - СПб.: 2006 - 437 с.

35. Фисенко, В.Т. Компьютерная обработка и распознавание изображений: учеб. пособие // В.Т. Фисенко, Т.Ю Фисенко. - СПб: СПбГУ ИТМО, 2008. - 192 с.

36. Форсайт, Д. Компьютерное зрение. Современный подход / Д. Форсайт, Ж. Понс: Пер. с англ. - М.: Издательский дом «Вильямс», 2004. - 928 с.

37. Френкс, Л. Теория сигналов: пер. с англ. - М.: Советское радио, 1974. -344 с.

38. Фукунага, К. Статистическое распознавание образов / К. Фукунага. - М.: «Мир», 1979. - 368 с.

39. Фурман, Я.А. Цифровые методы обработки и распознавания бинарных изображений / Я.А. Фурман, А.Н. Юрьев, В.В. Яшин. - Красноярск: «здательство Красноярского университета, 1992. - 248 с.

40. Хаккен, Г. Тайны восприятия / Г. Хаккен, М. Хаккен-Крель. - М.: Институт компьютерных исследований, 2002. - 272 с.

41. Хемминг, Р.В. Цифровые фильтры / Под ред. А.М. Трахтмана: пер с англ. - М.: Сов. Радио, 1980 г. - 224 с.

42. Шашлов, Б.А. Цвет и цветовоспроизведение. - М.: «Книга», 1986. - 280 с.

43. Шефер, Е. А. Компьютерное моделирование процесса растискивания при печати: статья / Е. А Шефер // Известия высших учебных заведений. Проблемы полиграфии и издательского дела. — 2014. — № 2. — С. 24-32.

44. Шиффман, Х.Р. Ощущение и восприятие. 5-е изд. - СПб.: Питер, 2003. -928 с.

45. Пат. 2 308 167 Российская Федерация, МПК H04N 1/00. Способ адаптивного растрирования полутонового оригинала и устройство для его осуществления / Щаденко, А. А., Кузнецов, Ю. В. ; заявитель и патентообладатель Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна. - № RU 2 308 167 C2, заявл. 27.06.2005 ; опубл. 10.01.2007, Бюл. №28 - 31 с.

46. Щаденко, А.А. Адаптивное растровое преобразование в полиграфической технологии: автореф. дис. ... кандидата технических наук: 05.02.13 / Щаденко Андрей Александрович. СПб, 2009. - 16 с.

47. Ярославский, Л.П. Введение в цифровую обработку изображений / Л.П Ярославский. - М.: Сов. радио, 1979. - 312 с.

48. Ярославский, Л.П. Цифровая обработка сигналов в оптике и галографии / Л.П Ярославский. - М.: Радио и связь, 1987. - 296 с.

49. Fiorini, M. Scale e sistemi di controllo in stampa // Tecnologia grafica. -Verona: SAN ZENO, 1996. - 423 p.

50. Floyd, W, Steinberg, L. An adaptive algorithm for spatial grey scale. Proceedings of the Society of Information Display 17, 75-77 (1976).

51. Lau, D. Modern digital halftoning / D. Lau, G. Arce. - New York: Marcel Dekker, Inc., 2001. - 267 с.

52. Malo, J. Psychophysically Tuned Divisive Normalization Approximately Factorizes the PDF of Natural Images / J. Malo, V. Laparra. // Neural Computation. -2010 - № 12, - P. 34-40.

53. Malo, J. Non-Linear Image Representation for Efficient Perceptual Coding / J. Malo, I. Epifanio, R. Navarro, E.P. Simoncelli // IEEE TRANSACTIONS ON IMAGE PROCESSING. - 2004 - № 20 - P. 41-45.

54. Malo, J. Image quality metric based on multidimensional contrast perception models / A. Pons, J. Malo, J. Artigas, P. Capilla // Displays 20. - 2003. - № 20 - P. 93110.

55. Solomon, C. Fundamentals of digital image processing: a practical approach with examples in Matlab / C. Solomon, T. Breckon. - Oxford: Wiley Blackwell, 2011. -352 c.

121

ПРИЛОЖЕНИЕ А

А.1 Листинг программы для исследования бинаризации одномерных сигналов методом ШИМ

А.1.2 Определение зависимостей погрешностей от размера окна к

% Бинаризация выполнена методом ШИМ с развертывающей функцией в виде пилы

% файл imp_pila.m

clear %очистка переменных

%--------------- Задание начальных значений: -----------------

% задание постоянных времени дискретной передаточной функции

T=.005;

T1=32*T;

% количество точек измерения 2A(X) N=pow2(10); % область задания Tg=N*T;

% количество периодов, p

p=3;

% исследуемый диапазон количества ступеней квантования, k k=2:8;

% порядковые номера импульсов i i=1:N;

%------------Задание моделируемой функции ---------------

%

f=inline('.5*(1+sin(2*pi*p*i/N))','p','i','N');

%

%------------------------------------------------------------------

% формируем массив L1 пилообразных импульсов for ki=k(1):k(end) for j=i(1):i(end)

% mod(p,b) - остаток от деления p/b % второй множитель - величина ступени квантования L1(ki,j)=mod(j,ki)*(1/(ki+1))+1/(ki+1); end end

%---------Формирование импульсов ШИМ-----------

% определение значения функции

m=1:N;

g=(f(p,i,N));

for ki=k(1):k(end)

u1(ki,:)=.5*(1+sign(-L 1(ki,: )+g));

end

%-------Моделирование приемника сигналов--------

% определение дискретной передаточной функции

d=exp(-T/T1);

b=[0, T*d/T1A2];

c=[1, -2*d, dA2];

y=filter(b,c,g);

for ki=k(1):k(end)

У1 (ki,:)=filter(b,c,u1(ki,:));

end

for ki=k(1):k(end)

Rou1(p,ki)=(sum((g-u1(ki,:)).A2)/N)A.5; Roy1(p,ki)=(sum((y-y1(ki,:)).A2)/N)A.5; end

y1(ki,:)=y1(ki,:)/max(y1(ki,:))

%-----Формирование изображения в окне 1-----

figure(1)

% очистка текущего окна clf

% вывод графика u1 subplot(2,3,1:3) hold on plot(g,'-k')

plot(L1(k(end),:),'-g')

plot(u1(k(end),:),'-r')

plot(y1(ki,:),'-b')

xlim([0 N])%пределы шкалы X

% если периодов функции больше двух, растягиваем шкалу Х для большей наглядности if p>2

% ceil - округление до ближайшего большего целого xlim([0 ceil(N*2/p)]) end

ylim([-0.02 1.02])%пределы шкалы Y

title([' u1 - ШИМ пилообразными импульсами при p=',num2str(p),. ' и k=',num2str(k(end))]) %вывод графика Rou1(p,ki) subplot(2,3,4) hold on

plot(Rou1(p,1:ki),'-ok')

j=1; %цикл while вычисляет минимальное значение k while ^ои1(р^)==0%для определения начала шкалы X j=j+1; end

xlim([j ki])%пределы шкалы X xlabel(' k ')

ylabel('{ \fontname{ arial} \fontsize {14}\it \rho_{u}}') title([' Rou1(k) ','при количестве периодов p=',num2str(p)]) grid on

%выводграфикаRoy 1(p,ki)

subplot(2,3,5)

hold on

plot(Roy1(p,1:ki),'-ok')

j=1; %цикл while вычисляет минимальное значение k while (Roy1(p,j))==0%для определения начала шкалы X j=j+1; end

xlim([j Ы])%пределы шкалы X xlabel(' k')

ylabel('{ \fontname{ arial} \fontsize {14}\it \rho_{y}}') title([' Roy1(k) ','при количестве периодов p=',num2str(p)]) grid on

%вывод графика зависимости значения Roy1 от Rou1

subplot(2,3,6) hold on

Rou_line=Rou1(1:end); Roy_line=Roy1(1:end); [sRou,ind]=sort(Rou_line); strk=find(Rou_line==0); kn=length(strk)+ 1:length(Rou_line); plot(sRou(kn),Roy_line(ind(kn)),'-ok'); j=1; %начальное значение переменной цикла while while (sRou(j))==0%для определения начала шкалы X j=j+1; end

xlim([sRou(j) sRou(end)]) %пределы шкалы X xlabel('{ \fontname{ arial} \fontsize {14}\it \rho_{u}}') ylabel('{ \fontname{ arial} \fontsize {14}\it \rho_{y}}') title({['Зависимость значения Royl от Roui при p=',num2str(p)];...

['Диапазон ступеней квантования k=',num2str(k(1)),':',num2str(k(end))];... ['Время наблюдения Tg=',num2str(Tg)];[' Постоянные времени ',... ' T=',num2str(T),'; T1=',num2str(T1)]}) grid on

А.1.2 Определение зависимостей погрешностей ри и ру от числа периодов дискретизации и количества ступеней квантования

% Бинаризация выполнена методом ШИМ с развертывающей функцией в виде пилы

% (файл model_SHIM.m).

clear

%----- Выбор моделируемой функции -------

f=inline(' .5*(1+sin(2*pi*m/N))','m','N'); % f=inline('sin(exp(pi*m/N))','m','N');

%f=inline('exp(-m/N).*(sin(m/N)+.1*(sin(100*pi*m/N)))','m','N');

% f=inline('exp(-0.2*pi*(-1+2*m/N)).*sin(2*pi*(-1+2*m/N)).A2','m','N'); %----------------------------------------------------------

% коэффициенты нормализации исходной функции

m=0.001:0.001:1; N=1;

fm=f(m,N);

f_max=max(fm);

f_min=min(fm);

% norma=(f-f_min)/(f_max-f_min);

% предварительная установка номеров нулевых строк и столбцов

dn_min=0;

k_min=0;

% задание исследуемого диапазона количества периодов дискретизации dn <------

for dn=16:64;

% задание исследуемого диапазона ступеней квантования k <------

for k=16:64;

if dn_min==0 dn_min=dn; end if k_min==0 k_min=k; end if (dn<=0 | k<=0)

еггог('значения "dn" и "k" должны быть целыми положительными'); end

% программа моделирования развёртывающей функции

clearur ;

lr=[1:k]/k;

N=dn*k; for n=1:k:N for l=1:k r(n-1+l)=lr(l); end end m=1:N;

u=(f(m,N)-f_min)/(f_max-f_min); u1=.5*(1+sign(-r+u));

% моделирование приемника сигналов % задание дискретной передаточной функции

T1=.5; T2=.3; T=.005; d1=exp(-T/T1); d2=exp(-T/T2); b=[0, (d1-d2)/(T1-T2)]; a=[1, -d1-d2, d1*d2]; y=filter(b,a,u); y1=filter(b,a,u1); Rou(dn,k)=(sum((u-u1).A2)/N)A. 5; Roy(dn,k)=(sum((y-y 1 ).a2)/N)a.5; end end

% Выделение минимильных элементов массива roy. % 1.Нахождение максимального элемента массива roy_max=max(max(Roy));

% 2.Нахождение индексов элементов равных нулю [ str,stb]=find(Roy<=0);

% 3.3амена нулевых элементов максимальным значением

n=nzmax(str);

for i=1:n

Roy(str(i),stb(i))=roy_max; end

% 4.Выделение минимильных элементов roy_min=min(min(Roy))

% индексы элементов с минимальным значением

[stry,stby]=find(Roy==roy_min);

% число элементов с минимальным значением

n=nzmax(stry); %максимальный номер элемента в stry

% число периодов и ступеней квантования

dn=stry(n);

k=stby(n);

% б.Возврат массива в исходное состояние п=^тах^г);%максимальный номер элемента в str for i=1:n

Roy(str(i),stb(i))=0; end

% программа моделирования развёртывающей функции

clear r u u1

lr=[1:k]/k;

N=dn*k;

for n=1:k:N

for l=1:k

r(n-1+l)=lr(l);

end

end

m=1:N;

%нормализонванная функция u=(f(m,N)-f_min)/(f_max-f_min); % формирование импульсов ШИМ u1=.5*(1+sign(-r+u));

%-----формирование изображения в окне №1-----

figure(1)

%очистка текущего окна clf

subplot(4,1,2) plot(u,'-b') ylim([-0.1 1.1])

ййе('ВИД НОРМАЛИЗОВАННОГО СИГНАЛА')

subplot(4,1,3)

stem(u)

ylim([-0.1 1.1])

ййе('ИМПУЛЬСЫ ДИСКРЕТИЗАЦИИ')

subplot(4,1,4)

plot(u1)

ylim([-0.1 1.1])

title('ИМПУЛЬСЫ ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНОЙ МОДУЛЯЦИИ')

m=0.01:0.001:1;

f_ucx=f(m,1);

subplot(4,1,1)

plot(m*k*dn,f_ucx,'-r')

ylim([f_min-(f_max-f_min)*.05 f_max+(f_max-f_min)*.05])

titlе(['МОДЕЛИРУЕМАЯ ФУНКЦИЯ f=',formula(f)])

% определение дискретной передаточной функции

T1=5; T2=3; T=.005;

d1=exp(-T/T1);

d2=exp(-T/T2);

b=[0, (d1-d2)/(T1-T2)];

a=[1, -d1-d2, d1*d2];

y=filter(b,a,u);

y1=filter(b,a,u1);

rou=(sum((u-u1).A2)/N)A.5;

roy=(sum((y-y 1 ).a2)/n)a.5;

%-----формирование изображения в окне №2-----

% определение количества строк и столбцов в матрице Roy

[X,Y]=size(Roy);

if X-dn_min>0 | Y-k_min>0

figure(2)

clf

% если задано более одного значения (dn,k) if X-dn_min>0 | Y-k_min>0 % отображается график

subplot(2,2,1)

%если задан двумерный массив (dn,k) if X-dn_min>1 & Y-k_min>1 % отображается поверхность

xRoy=Roy;%копировать массив для преобразования xRoy(1:dn_min, :)=[ ];%убрать нулевые строки xRoy( : , 1:k_min)=[ ];%убрать нулевые столбцы [str0,stb0]=meshgrid(k_min+1:Y,dn_min+1:X);%задание координат meshz(str0,stb0,xRoy); xlabel('k') ylabel('dn')

zlabel(' {\fontnam e {arial} \fontsize{14}\bf \rho_{y}}') title(' {\fontname{ arial} \fontsize {14}\bf \rho_{y}}') end

%если задан одномерный массив (dn) или (k) if X-dn_min>1 & Y-k_min==0 %отображается линия plot(Roy(1:X,k_min)) xlim([dn_min X]) xlabel('dn')

ylab el(' {\fontname{ arial} \fontsize {14}\bf \rho_{y}}') titl e(' {\fontname{ arial} \fontsize {14}\bf \rho_{y}}') end

if X-dn_min==0 & Y-k_min>1 %отображается линия plot(Roy(dn_min,1:Y)) xlim([k_min Y]) xlabel('k')

ylab el(' {\fontname{ arial} \fontsize {14}\bf \rho_{y}}') titl e(' {\fontname{ arial} \fontsize {14}\bf \rho_{y}}') end end

if X-dn_min>1 & Y-k_min>1

subplot(2,2,2)

colormap(jet)

imagesc(Roy)

xlabel('k')

ylabel('dn')

title('Матрица Roy')

gridon

colorbar

end

end

% определение количества строк и столбцов в матрице Rou [X,Y]=size(Rou);

%если задано более одного значения (dn,k) if X-dn_min>0 | Y-k_min>0 % отображается график subplot(2,2,3)

%если задан двумерный массив (dn,k) if X-dn_min>1 & Y-k_min>1 % отображается поверхность

xRou=Rou;%копировать массив для преобразования xRou(1:dn_min, :)=[ ];%убрать нулевые строки xRou( : , 1:k_min)=[ ];%убрать нулевые столбцы [str0,stb0]=meshgrid(k_min+1:Y,dn_min+1:X);%задание координат meshz(str0,stb0,xRou); xlabel('k') ylabel('dn')

zlabel('{\fontname{arial}\fontsize{14}\bf \rho_{u}}') title(' {\fontname{ arial} \fontsize {14}\bf \rho_{u}}') end

%если задан одномерный массив (dn) или (k) if X-dn_min>1 & Y-k_min==0 %отображается линия plot(Rou(1:X,k_min)) xlim([dn_min X]) xlabel('dn')

ylab el(' {\fontname{ arial} \fontsize {14}\bf \rho_{u}}') titl e(' {\fontname{ arial} \fontsize {14}\bf \rho_{u}}') end

if X-dn_min==0 & Y-k_min>1 %отображается линия plot(Rou(dn_min,1:Y)) xlim([k_min Y]) xlabel('k')

ylab el(' {\fontname{ arial} \fontsize {14}\bf \rho_{u}}') titl e(' {\fontname{ arial} \fontsize {14}\bf \rho_{u}}') end end

if X-dn_min>1 & Y-k_min>1

subplot(2,2,4)

colormap(jet)

imagesc(Rou)

xlabel('k')

ylabel('dn')

titl e(' {\fontname{ arial} \fontsize {14}\bf \rho_{u}}') grid on

colorbar end

%-----формирование изображения в окне №3-----

figure(3) clf

subplot(3,4,1:3) plot(y,'-b') hold on plot(y 1,'-r') legend(' y ', ' y1 ',0) hold off subplot(3,4,5:8) plot(u,'-b') hold on plot(u1,'-r') legend(' u ', ' u1 ',0)

hold off ylim([-0.1 1.1])

%формирование массива ячеек строк strmas{1}=['Исследуемый диапазон:']; strmas{2}=['dn=',num2str(dn_min),':',num2str(X),' k=',num2str(k_min),':',num2str(Y)]; strmas{3}=['Графики соответствуют']; strmas{4}=['следующим параметрам:']; strmas{5}=['периодов квантования dn=',num2str(dn)]; strmas{6}=['ступеней квантования k=',num2str(k)]; strmas{7}=['Результат:']; strmas{8}=['rou=',num2str(rou)]; strmas{9}=['roy=',num2str(roy)];

hTB=annotation('textbox',[0.7,0.7,0.3,0.2],'LineStyle','none'); %вывод текстовой информации set(hTB,'String',strmas) %установка свойств шрифта

set(hTB,'FontSize',12,'FontWeight','normal','FontName','Arial')

%

subplot(3,4,9:12) hold on Rou_line=Rou(1:end); Roy_line=Roy(1:end); [sRou,ind]=sort(Rou_line); strk=find(Rou_line<=0); kn=length(strk)+ 1:length(Rou_line); plot(sRou(kn),Roy_line(ind(kn)),'k+'); plot(rou,roy,'ro')

xlabel('{ \fontname{ arial} \fontsize {14}\bf \rho_{u}}') ylab el(' {\fontname{ arial} \fontsize {14}\bf \rho_{y}}') title('Зависимость значения Roy от Rou')

grid on hold off

А.2 Листинг программы для исследования бинаризации одномерных сигналов Д-алгоритмом

Выполняется построение графиков зависимостей погрешностей ри и ру от

размера окна £(файл impldalg.m). clear %очистка переменных

% --------------- Задание начальных значений -----------------

%

% постоянные времени дискретной передаточной функции

T=005;

T1=32*T;

% количество точек измерения 2A(X) N=pow2(10); % область задания Tg=N*T;

% количество периодов, p

p=3;

% исследуемый диапазон количества ступеней квантования, k k=2:8;

% порядковые номера импульсов, i i=1:N;

%------------Определение моделируемой функции ---------------

f=inline('.5*(1+sin(2*pi*p*i/N))','p','i','N');

%значения функции

m=1:N;

g=(f(p,i,N));

% Формирование импульсов округлением суммы значений в "окне" u3(1:k(end),1 :i(end))=0; %заполнение массива импульсов нулями перед входом в цикл for ki=k(1):k(end) for j=i(1):ki:i(end)

if j+ki-1>=i(end) % если остался "хвост" ,

sum_ki=sum(g(j:i(end))); % заполняем оставшиеся ячейки xsum_ki=round(sum_ki); % и выходим из цикла for. nu=g(j:i(end));

[snu,ind]=sort(nu); snu=fliplr(snu); ind=fliplr(ind); if xsum_ki>0 for n=1:xsum_ki u3(ki,ind(n)+j-1)=1; end end break end

sum_ki=sum(g(j:j+ki-1)); % суммазначенийф-циивдиапазоне ki xsum_ki=round(sum_ki); %округление суммы до ближайшего целого % определяем максимальные значения ф-ции в диапазоне ki nu=g(j:j+ki-1); %массив значений функции в диапазоне

[snu,ind]=sort(nu); %сортируем массив по возрастанию с индексированием

snu=fliplr(snu); %обеспечивает зеркальное отражение от линии,

%условно проходящей через середину ind=fliplr(ind); % массива (перестановка столбцов)

%получаем массивы snu и ind с убыванием. %заполняем массив u3 импульсами if xsum_ki>0 %если сумма больше нуля

%заполняем единицами (из xsum_ki) наибольшие значения диапазона %индексированные первыми в массиве ind (по убыванию) for n=1:xsum_ki u3(ki,ind(n)+j-1)=1; end end end end

%-------Моделирование приемника сигналов--------

% дискретная передаточная функция

d=exp(-T/T1);

b=[0, T*d/T1A2];

c=[1, -2*d, dA2];

y=filter(b,c,g);

for ki=k(1):k(end) y3(ki,:)=filter(b,c,u3(ki,:));

end

%

for ki=k(1):k(end)

Rou3(p,ki)=(sum((g-u3(ki,:)).A2)/N)A.5; Roy3(p,ki)=(sum((y-y3(ki,:)).A2)/N)A.5; end

y3(ki,:)=y3(ki,:)/max(y3(ki,:))

%-----Формирование изображения в окне 3-----

figure(3)

%очистка текущего окна clf

%вывод графика u3 subplot(2,3,1:3) hold on plot(g,'-k')

plot(u3(k(end),:),'-r') plot(y3(ki,:),'-b')

xlim([0 N]) %пределы шкалы X

%если периодов функции больше двух, растягиваем шкалу Х для большей наглядности if p>2

% ceil - округление до ближайшего большего целого xlim([0 ceil(N*2/p)]) end

ylim([-0.02 1.02]) %пределы шкалы Y

%вывод графика Rou3(p,ki) subplot(2,3,4) hold on

plot(Rou3(p,1:ki),'-ok')

j=1; %цикл while вычисляет минимальное значение k

while (Rou3(p,j))==0 %для определения начала шкалы X

j=j+1; end

xlim([j ki]) %пределы шкалы X

xlabel('k')

ylabel('{ \fontname{ arial} \fontsize {14}\it \rho_{u}}') grid on

%выводграфикаRoy3 (p,ki)

subplot(2,3,5)

hold on

plot(Roy3(p,1:ki),'-ok')

j=1; %цикл while вычисляет минимальное значение k

while (Roy3(p,j))==0 %для определения начала шкалы X

j=j+1; end

xlim([j ki]) %пределы шкалы X

xlabel('k')

ylabel('{ \fontname{ arial} \fontsize {14}\it \rho_{y}}') grid on

%вывод графика зависимости значения Roy3 от Rou3 subplot(2,3,6)

hold on

Rou_line=Rou3(1 :end);

Roy_line=Roy3(1:end);

[sRou,ind]=sort(Rou_line);

strk=find(Rou_line==0);

kn=length(strk)+ 1:length(Rou_line);

plot(sRou(kn),Roy_line(ind(kn)),'-ok');

xlabel('{ \fontname{ arial} \fontsize {14}\it \rho_{u}}')

ylabel('{ \fontname{ arial} \fontsize {14}\it \rho_{y}}')

grid on

А.3 Листинг программы для исследования бинаризации одномерных сигналов стохастическим методом

Выполняется построение графиков зависимостей погрешностей ри и ру от

размера окна £(файл implsto.m).

clear %очистка переменных

%--------------- Задание начальных значений -----------------

% постоянные времени дискретной передаточной функции

syms ta;

T=.005;

T1=2*T;

% количество точек измерения 2A(X) N=pow2(10); % область задания Tg=N*T;

% исследуемый диапазон количества периодов, p p=1:N-1;

% порядковые номера импульсов, i i=1:N;

%------------ Определение моделируемой функции ---------------

f=inline('.5*(1+sin(2*pi*p*i/N))','p','i','N'); for j=p(1):p(end)

% значения функции g(j,i)=(f(j,i,N));

% массив случайных значений L6(j,:)=rand(1,N);

%--------- Формирование импульсов -----------

u6(j,:)=.5*(1+sign(-L6(j,:)+g(j,i)));

%-------Моделирование приемника сообщений--------

A1=T1A(-1)*[-1 1;0 -1]; B1=[0 1/T1].'; A2=expm(T*A1);

B2=int(expm((T-ta)*A1)*B1,ta,0,T); A11=subs(A2,{'T',' T1'},{.05 .1}); B11=subs(B2,{'T',' T1'},{.05 .1}); C=[1 0];

x=[0 0].'; for i=1:N y(j,i)=C*x;

x=A11*x+B11*g(j,i);

end

x=[0 0].'; for i=1:N y6(j,i)=C*x;

x=A11*x+B11*u6(j,i);

end

Rou6(j)=(sum((g(j,i)-u6(j,i)).A2)/N)A.5; Roy6(j)=(sum((y(j,i)-y6(j,i)).A2)/N)A.5; end

%-----Вывод графиков --

figure(6)

%очистка текущего окна clf

%вывод графика u2 subplot(2,3,1:3) hold on

plot(y(p(1),:),'-g') plot(u6(p(1),:),'-r') plot(y6(p(1),:),'-b') plot(g(p(1),:),'-k') xlim([0 N]) ylim([-0.02 1.02]) %вывод графика Rou2(p) subplot(2,3,4) hold on

plot(Rou6,'-b') jj=1;

while (Rou6(jj))==0 jj=jj+1;

end

xlim([jj p(end)]) xlabel(' p ') ylabel([' \rho_{u} ']) grid on

%выводграфикаRoy2(p) subplot(2,3,5) hold on plot(Roy6,'-b')

jj=1; %цикл while вычисляет минимальное значение j

while (Roy6(jj))==0 %для определения начала шкалы X

jj=jj+1;

end

xlim([jj p(end)]) %пределы шкалы X

xlabel(' p')

ylabel([' \rho_{y} '])

grid on

%вывод графика зависимости значения Roy2 от Rou2

subplot(2,3,6)