顯示器色彩特性分析及色彩空間轉(zhuǎn)換技術(shù)研究.pdf

1、為了實(shí)現(xiàn)開放式印刷系統(tǒng)、電子出版及網(wǎng)絡(luò)出版系統(tǒng)中精確地色彩傳遞和再現(xiàn),國際色彩聯(lián)盟(International Color Consortium簡稱ICC)制定了ICC色彩管理標(biāo)準(zhǔn)。彩色顯示器是印刷領(lǐng)域印前系統(tǒng)中重要的組成部分,它的呈色性能、色彩空間轉(zhuǎn)換模型精度直接影響彩色圖像的顯示效果；另一方面,為了將顯示屏幕用于印刷系統(tǒng)的軟打樣,實(shí)現(xiàn)真正意義上的“所見即所得”,就要對顯示器色彩特性以及色彩空間轉(zhuǎn)換模型進(jìn)行深入系統(tǒng)地研究。論文在對色彩

2、管理技術(shù)的原理、方法、流程、關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行綜合分析的基礎(chǔ)上,對顯示器色彩測試系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計,提出了從改善采樣點(diǎn)空間分布均勻性的角度,來表征輸入輸出的非線性關(guān)系,以提高特征化變換精度的思想,設(shè)計了兩端細(xì)分中間均勻和基于LOG函數(shù)變換的測試色靶。通過實(shí)驗(yàn)對顯示器的色域、通道獨(dú)立性、空間均勻性、時間均勻性、磷粉恒常性、液晶屏幕的視角、“黑點(diǎn)”對色彩校正的影響以及顯示與印刷效果的對比等進(jìn)行了研究；采用極差理論分析了伽瑪值、亮度、色溫對輸出效果的影

3、響規(guī)律,以此為基礎(chǔ)提出采用自適應(yīng)動態(tài)伽瑪改善圖像效果的思想,并給出了相應(yīng)的調(diào)整流程。建立了增加多項(xiàng)式項(xiàng)數(shù)、常數(shù)項(xiàng)和擴(kuò)展項(xiàng)的顯示器色彩非線性回歸轉(zhuǎn)換模型,以解決轉(zhuǎn)換精度問題、誤差局部極大或極小問題以及高階回歸出現(xiàn)的精度調(diào)節(jié)能力下降的問題；并通過改變模型的輸出色彩空間分別實(shí)現(xiàn)了多項(xiàng)式RGB到XYZ和Lab的轉(zhuǎn)換,轉(zhuǎn)換精度明顯提高。在實(shí)現(xiàn)顯示器三維查找表模型轉(zhuǎn)換的過程中,設(shè)計了三棱柱和四面體的插值算法,比較了四種幾何體插值算法的轉(zhuǎn)換精度,結(jié)果

4、表明：隨著立方體不斷細(xì)分,模型轉(zhuǎn)換精度越來越高,色差都小于3,在人的視覺不敏感范圍內(nèi)。研究了數(shù)字驅(qū)動值與顯示器亮度參數(shù)的關(guān)系,改變傳統(tǒng)階調(diào)為指數(shù)曲線的的描述方法,使用二次多項(xiàng)式進(jìn)行擬合,建立了基于階調(diào)/矩陣的顯示器特征化模型；在轉(zhuǎn)換誤差較大的情況下,將求解特征矩陣的特征點(diǎn)由最大點(diǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)橹虚g點(diǎn),使最終得到的階調(diào)/矩陣模型轉(zhuǎn)換色差大幅度降低,轉(zhuǎn)換精度得以提高。建立了RGB到Lab和Lab到RGB的正反變換BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,探索了反變換過程中

5、色差的估算辦法；通過多重訓(xùn)練比較,研究了正反轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)的最佳層及單元數(shù)目,采用結(jié)構(gòu)分解減小了網(wǎng)絡(luò)規(guī)模,提高了訓(xùn)練速度；合理選擇基于LOG函數(shù)的訓(xùn)練樣本、檢驗(yàn)樣本和均勻訓(xùn)練樣本進(jìn)行比較,最終使BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)顯示器色彩空間正反轉(zhuǎn)換模型的精度達(dá)到了比較高的要求；同時提出了基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)正向變換和查表方案相結(jié)合的Lab到RGB的反向變換方法,使正向神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的應(yīng)用得到了進(jìn)一步拓展,實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了方法的可行性和有效性。通過以上的研究,使用這些方法實(shí)現(xiàn)