基于ICC規(guī)范的色彩管理技術(shù)研究.pdf

1、隨著彩色信息在相關(guān)領(lǐng)域得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，人們對(duì)色彩再現(xiàn)質(zhì)量也提出了更高的要求。彩色圖形圖像跨設(shè)備準(zhǔn)確再現(xiàn)必須借助色彩管理技術(shù)，并以準(zhǔn)確獲知、描述設(shè)備的彩色特性為前提。色彩管理引入設(shè)備無(wú)關(guān)的色彩空間(通常為CIELab或CIEXYZ)來(lái)統(tǒng)一描述設(shè)備彩色特性，通過(guò)色域匹配及對(duì)設(shè)備輸入/輸出關(guān)系非線性的校正，建立設(shè)備相關(guān)色彩空間(RGB或CMYK)與設(shè)備無(wú)關(guān)色彩空間之間的映射關(guān)系，實(shí)現(xiàn)彩色信息從輸入設(shè)備色彩空間到設(shè)備無(wú)關(guān)色彩空間，再到輸出

2、設(shè)備色彩空間的準(zhǔn)確轉(zhuǎn)換，達(dá)到“所見(jiàn)即所得”(WYSIWYG)的目的。各種設(shè)備彩色特性各異，給準(zhǔn)確建立這種映射關(guān)系帶來(lái)了極大困難。 本文在對(duì)色彩管理系統(tǒng)進(jìn)行建模分析的基礎(chǔ)上，研究了通用設(shè)備的彩色特性檢測(cè)技術(shù)、輸入/輸出非線性校正技術(shù)和色域匹配技術(shù)；并針對(duì)現(xiàn)有ICC色彩管理系統(tǒng)的局限，研究了自適應(yīng)色彩管理系統(tǒng)及對(duì)應(yīng)的自適應(yīng)色域匹配技術(shù)；最后根據(jù)理論研究成果，設(shè)計(jì)了一套基于ICC規(guī)范的色彩管理應(yīng)用支撐軟件。 通過(guò)對(duì)掃描儀彩色特

3、性進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，掃描儀的輸入特性具有較嚴(yán)重的非線性，且在設(shè)備無(wú)關(guān)的色彩空間內(nèi)具有不一致性。針對(duì)這種情況，提出一種自適應(yīng)分區(qū)回歸的校正方法：首先根據(jù)每個(gè)輸入掃描值在校正樣本集中選取與輸入值在設(shè)備色彩空間中特性最為接近的樣本組成校正樣本子集，即針對(duì)輸入值構(gòu)造特性較為一致的子空間；然后利用多重回歸的方法在子空間內(nèi)將輸入的掃描值校正為設(shè)備無(wú)關(guān)色彩空間中的色度值。這種方法可有效提高掃描儀校正精度，且保證了校正后彩色信息的平穩(wěn)性和連續(xù)性。

4、 為解決打印機(jī)輸出特性在設(shè)備無(wú)關(guān)色彩空間內(nèi)的非線性、不一致問(wèn)題，提出一種新的校正方法：首先根據(jù)具體打印機(jī)的彩色特性生成非均勻的個(gè)性化校正樣本集，以準(zhǔn)確描述其特性；然后根據(jù)每個(gè)欲輸出的設(shè)備無(wú)關(guān)色彩空間色度值，在個(gè)性化的校正樣本集中選取與其在色彩空間中特性最為接近的樣本組成校正樣本子集；最后利用多重回歸的方法進(jìn)行校iE,得到設(shè)備相關(guān)色彩空間的色度值。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本方法的校正精度比傳統(tǒng)校正方法有顯著提高。 不同輸出設(shè)備具有不同色域

5、，在彩色信息跨設(shè)備再現(xiàn)前，首先要進(jìn)行色域匹配，將要再現(xiàn)的色彩映射至目的設(shè)備色域內(nèi)。色域匹配必然會(huì)造成彩色信息的損失，因此ICC定義了三種渲染目的，以針對(duì)不同類型圖像，在色域匹配時(shí)保存其最關(guān)鍵的色彩特征。本文對(duì)色域匹配算法進(jìn)行了全面研究，針對(duì)每一渲染目的均提出了對(duì)應(yīng)的算法。為提高色域匹配算法的通用性，提出一種分區(qū)變錨點(diǎn)的色域匹配策略：首先根據(jù)色域的幾何形狀將色彩空間劃分為五個(gè)區(qū)，然后在每個(gè)區(qū)采用不同匹配策略以提高匹配后色彩的飽和度和精度，

6、并在最大彩度點(diǎn)所在區(qū)域使用變錨點(diǎn)技術(shù)來(lái)保證匹配結(jié)果的色彩連續(xù)性。提出的算法可以提高匹配飽和度，減少匹配色差并避免“云紋現(xiàn)象”。 對(duì)色彩管理系統(tǒng)(CMS)進(jìn)行了數(shù)學(xué)建模分析，基于此構(gòu)建了一種針對(duì)圖像彩色特征的自適應(yīng)色彩管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)將圖像色彩特征引入色彩管理過(guò)程，以圖像色域作為源色域，設(shè)備色域作為目的色域，并根據(jù)圖像彩色特征選取算法進(jìn)行色域匹配，然后對(duì)匹配后的色度值進(jìn)行針對(duì)輸出設(shè)備的非線性校正后輸出。由于根據(jù)具體圖像的彩色特征進(jìn)

7、行色彩轉(zhuǎn)換，該系統(tǒng)可以充分發(fā)揮設(shè)備性能，提高彩色信息的輸出質(zhì)量。介于目前的色彩管理應(yīng)用均遵循ICC規(guī)范，對(duì)該模型在ICC規(guī)范下的實(shí)現(xiàn)方式亦進(jìn)行了研究，給出了解決方案。 針對(duì)自適應(yīng)色彩管理需求，提出一種基于圖像彩色特征的色域匹配算法。新算法根據(jù)圖像彩色特征構(gòu)造圖像分割濾波器，將圖像分割為色彩連續(xù)變化區(qū)域和純色區(qū)域，然后在圖像色彩連續(xù)變化區(qū)域采用壓縮算法，以保持彩色細(xì)節(jié)和對(duì)比度；在純色區(qū)域采用裁剪算法，以保證色彩精度和彩度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果

8、表明，提出的算法同時(shí)保有壓縮算法和裁剪算法的優(yōu)點(diǎn)，可有效減小圖像關(guān)鍵彩色特征的損失，能夠比傳統(tǒng)算法獲得更好的整體匹配效果。 基于以上理論研究成果，提出一套符合ICC規(guī)范的色彩管理應(yīng)用支撐軟件設(shè)計(jì)方案，可實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入/輸出設(shè)備彩色特性的高精度檢測(cè)、描述和校正。方案針對(duì)具體設(shè)備特點(diǎn)生成個(gè)性化校正樣本集，采用禮品包扎算法構(gòu)造設(shè)備色域，根據(jù)文中提出的色域匹配算法和設(shè)備輸入/輸出特性校正方法建立設(shè)備無(wú)關(guān)色彩空間與設(shè)備色彩空間之間的映射關(guān)系，