Banding Artifacts Reduction Method in Multitoning Based on Threshold Modulation of MJBNM

This paper proposes a multitoning method using threshold modulation of MJBNM(Modified Jointly Blue Noise Mask) for banding artifacts reduction. As banding artifacts in multitoning appear as uniform dot distributions around the intermediate output levels, such multitone output results in discontinuity and visually unpleasing patterns in smooth transition regions. Therefore, to reduce these banding artifacts, the proposed method rearranges the dot distribution by introducing pixels in the neighborhood of output levels that occurs banding artifacts. First of all principal cause of banding artifacts are analyzed using mathematical description. Based on this analytical result, a threshold modulation technique of MJBNM which takes account of chrominance error and correlation between channels is applied. The original threshold range of MJBNM is first scaled linearly sot that the minimum and maximum of the scaled range include two pixel more than adjacent two output levels that cover an input value. In an input value is inside the vicinity of any intermediate output levels produce banding artifacts, the output is set to one of neighboring output levels based on the pointwise comparison result according to threshold modulation parameter that determines the dot density and distribution. In this case, adjacent pixels are introduced at the position where the scaled threshold values are located between two output levels and the minimum and maximum threshold values. Otherwise, a conventional multitoning method is applied. As a result, the proposed method effectively decreased the appearance of banding artifacts around the intermediate output levels. To evaluate the quality of the multitone result, HVS-WRMSE according to gray level for gray ramp image and S-CIELAB color difference for color ramp image are compared with other methods.

MJBNM의 임계값 변조를 이용한 멀티토닝에서의 띠 결점 감소 방법

본 논문은 띠 결점을 줄이기 위해 MJBNM(Modified Jointly Blue Noise Mask)의 임계값 변조를 이용한 멀티토닝 방법을 제안한다. 멀티토닝에서 띠 결점은 출력레벨 근처에서 동일한 도트 분포를 가지기 때문에 부드러운 계조 영역에서의 불연속성과 인간 시각에 거슬리는 패턴을 만든다. 따라서 이러한 띠 결점을 줄이기 위해, 제안한 방법은 결점이 발생하는 출력레벨 근처에서 이웃 도트들을 도입함으로써 도트 분포를 재배열한다. 먼저 수학적인 설명으로 띠 결점의 원인을 분석하고, 분석 결과를 바탕으로 채널간의 상관성과 색차를 고려한 MJBNM의 임계값 변조를 적용한다. 입력값에 따라 MJBNM의 최대, 최소 임계값이 각각 입력을 포함하는 이웃한 두 출력레벨보다 두 화소를 더 포함하도록 초기 임계값 범위를 선형적으로 조정한다. 이 입력이 띠 결점이 발생하는 출력레벨 근방에 위치할 경우, 출력은 도트 분포와 패턴을 결정하는 임계값 변조 인수에 따라 화소 대 화소의 비교로 이웃 출력레벨 중의 하나의 값으로 결정된다. 이 때 조정된 임계값이 두 출력레벨과 최대, 최소 임계값 사이에 존재하면 그 위치에 이웃 도트들을 찍어서 띠 결점을 줄이게 된다. 그렇지 않은 경우, 일반적인 멀티토닝 기법이 적용된다. 그 결과 제안한 방법이 효과적으로 출력레벨 근처에서의 띠 결점을 줄일 수 있었다. 결과 평가는 gray ramp 영상에서 명암도에 따른 HVS-WRMSE 비교와 color ramp 영상에서의 S-CIELAB 색차를 비교하였다.