基于ICC規(guī)范的色彩管理技術研究.pdf

1、隨著彩色信息在相關領域得到越來越廣泛的應用，人們對色彩再現(xiàn)質量也提出了更高的要求。彩色圖形圖像跨設備準確再現(xiàn)必須借助色彩管理技術，并以準確獲知、描述設備的彩色特性為前提。色彩管理引入設備無關的色彩空間(通常為CIELab或CIEXYZ)來統(tǒng)一描述設備彩色特性，通過色域匹配及對設備輸入/輸出關系非線性的校正，建立設備相關色彩空間(RGB或CMYK)與設備無關色彩空間之間的映射關系，實現(xiàn)彩色信息從輸入設備色彩空間到設備無關色彩空間，再到輸出

2、設備色彩空間的準確轉換，達到“所見即所得”(WYSIWYG)的目的。各種設備彩色特性各異，給準確建立這種映射關系帶來了極大困難。 本文在對色彩管理系統(tǒng)進行建模分析的基礎上，研究了通用設備的彩色特性檢測技術、輸入/輸出非線性校正技術和色域匹配技術；并針對現(xiàn)有ICC色彩管理系統(tǒng)的局限，研究了自適應色彩管理系統(tǒng)及對應的自適應色域匹配技術；最后根據(jù)理論研究成果，設計了一套基于ICC規(guī)范的色彩管理應用支撐軟件。 通過對掃描儀彩色特

3、性進行的實驗研究發(fā)現(xiàn)，掃描儀的輸入特性具有較嚴重的非線性，且在設備無關的色彩空間內具有不一致性。針對這種情況，提出一種自適應分區(qū)回歸的校正方法：首先根據(jù)每個輸入掃描值在校正樣本集中選取與輸入值在設備色彩空間中特性最為接近的樣本組成校正樣本子集，即針對輸入值構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將輸入的掃描值校正為設備無關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、 為解決打印機輸出特性在設備無關色彩空間內的非線性、不一致問題，提出一種新的校正方法：首先根據(jù)具體打印機的彩色特性生成非均勻的個性化校正樣本集，以準確描述其特性；然后根據(jù)每個欲輸出的設備無關色彩空間色度值，在個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行校iE,得到設備相關色彩空間的色度值。實驗結果表明本方法的校正精度比傳統(tǒng)校正方法有顯著提高。 不同輸出設備具有不同色域

5、，在彩色信息跨設備再現(xiàn)前，首先要進行色域匹配，將要再現(xiàn)的色彩映射至目的設備色域內。色域匹配必然會造成彩色信息的損失，因此ICC定義了三種渲染目的，以針對不同類型圖像，在色域匹配時保存其最關鍵的色彩特征。本文對色域匹配算法進行了全面研究，針對每一渲染目的均提出了對應的算法。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區(qū)，然后在每個區(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、并在最大彩度點所在區(qū)域使用變錨點技術來保證匹配結果的色彩連續(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”。 對色彩管理系統(tǒng)(CMS)進行了數(shù)學建模分析，基于此構建了一種針對圖像彩色特征的自適應色彩管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)將圖像色彩特征引入色彩管理過程，以圖像色域作為源色域，設備色域作為目的色域，并根據(jù)圖像彩色特征選取算法進行色域匹配，然后對匹配后的色度值進行針對輸出設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

7、行色彩轉換，該系統(tǒng)可以充分發(fā)揮設備性能，提高彩色信息的輸出質量。介于目前的色彩管理應用均遵循ICC規(guī)范，對該模型在ICC規(guī)范下的實現(xiàn)方式亦進行了研究，給出了解決方案。 針對自適應色彩管理需求，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，以保持彩色細節(jié)和對比度；在純色區(qū)域采用裁剪算法，以保證色彩精度和彩度。實驗結果

8、表明，提出的算法同時保有壓縮算法和裁剪算法的優(yōu)點，可有效減小圖像關鍵彩色特征的損失，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)范的色彩管理應用支撐軟件設計方案，可實現(xiàn)對輸入/輸出設備彩色特性的高精度檢測、描述和校正。方案針對具體設備特點生成個性化校正樣本集，采用禮品包扎算法構造設備色域，根據(jù)文中提出的色域匹配算法和設備輸入/輸出特性校正方法建立設備無關色彩空間與設備色彩空間之間的映射關系，