CN102932579B - 一种数字图像输出时超色域的判断方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数字图像输出时超色域的判断方法，其包括以下步骤：1）输入图像和设备特性文件，并由用户做数字图像输出中超色域判断的精度设置；2）通过设备ICC数据对设备色域进行规范化处理；3）对图像数据进行规范化处理；4）通过对比图像色域与设备色域规范化处理后的数据做超色域判断；5）超色域部分的处理；6）通过终端显示器对图像进行预览；7）选择合适再现意图输出图片。本发明通过图像色域与目标设备色域间的对比来进行超色域判断，所得结果更为精确；而且可以通过控制α，θ值的大小来改变分区的多少来平衡准确度与速度；本发明以像素点为单位进行超色域的判断并对超色域区域进行预览，超色域判断结果更为精确和直观。

Description

一种数字图像输出时超色域的判断方法

技术领域

本发明涉及跨媒体颜色输出时超出输出设备色域的判断方法。

背景技术

    色域是颜色的某个完全真子集。在色彩管理中色域可以分为图像色域和设备色域。其中图像色域是指一幅图像在指定空间中所具有的色彩范围。设备色域是指设备本身（如输入，显示设备）所能表现的色彩范围，或一种设备在某一特定的承印材料上所具有的色彩范围（如印刷机打印机在特定纸张上所具有的色域）。色域通常用在与设备无关的三维色彩空间中的立方体表示。通常不同的设备因其使用领域的不同而使用不同的色彩空间，例如彩色显示器一般采用RGB颜色空间，而印刷机，彩色打印机则采用CMYK色彩空间，由于不同的设备的物理特性不同，因而其色域也存在差异。因此如果在不同的设备间传递颜色信息，必须要进行色域映射，对色域进行裁切或压缩处理，以保证颜色信息的完整性，达到色彩再现的效果。

色域映射一般采用两种方法压缩和裁切，色域的裁切仅仅改变超出目标设备色域外的颜色，而色域的压缩将源色域的色彩按比例压缩到目标色域中，即使没有超色域的颜色也会被压缩，以保持颜色间的视觉关联。色域映射分为基于设备的色域映射和基于图像的色域映射。基于设备的色域映射只对源设备色域与目标设备色域进行处理，将源设备色域压缩到目标设备色域或对源设备色域进行裁切，而不考虑图像本身的色域大小，如果源图像并没有超色域的部分，采用压缩的方法图像的色域同样会受到压缩。基于图像的色域映射则考虑图像色域与目标色域间的大小关系，对图像色域进行裁切或压缩以适应设备色域，从而可以更好的控制颜色传递过程中再现的准确性。

ICC色彩特性文件（ICC Profile）是一组用来描述色彩输入、输出设备或者某种色彩空间的特性的数据集合，因由国际色彩联盟（ICC）主持制定其规范而得名。该类文件被广泛用于色彩管理，以实现让颜色在设备和文档之间保持一致，从而在目标设备上提供最佳的色彩表现、或者在其他设备上模拟文档在目标设备上的色彩表现。此类文件的扩展名通常为icm或icc。

当前国外涉及数字图像输出时超色域判断的专利有，（1）发明名称为“MAPPING AN OUT-OF-GAMUT COLOR TO A SURFACE OF A COLOR GAMUT”的美国专利US20100214579A1。（2）发明名称为“METHOD AND SYSTEM FOR OUT-OF-GAMUT SPOT COLOR REPRODUCTION”的美国专利US20110069077A1。当前对超色域的判断主要通过两种方法来实现，一种是通过查找表实现的，即将设备可以输出的颜色值写入查找表，对应图像的每一点的颜色在查找表中遍历，由于不能将所有的颜色都写入查找表，因此必须要通过差值算法来实现对未写入查找表的颜色进行预测，但是颜色的变化并非线性，因此其准确性较差。另一种方法是采用基于设备的色域映射，即判断源设备色域的边界与目标设备色域边界的大小关系，如果原设备色域的色域边界超出了目标色域的边界即认为超色域，而不考虑图像色域的大小。基于设备的超色域判断方法由于其不考虑图像色域的大小，当源设备色域较目标设备色域大而图像色域并未超出目标色域时，基于设备的超色域判方法对其的判断也是超色域的，由此可见基于设备的超色域判断方法是不准确的，从而会导致颜色传递过程中的不准确性。

发明内容

  本发明主要解决现有技术在数字图像输出过程中对超色域判断中存在的仅考虑设备色域之间的关系而不考虑图像色域，从而不能进行精确的色域映射，对于超色域范围较小的图像常常会导致在进行色域映射后与源色域相比较效果不理想的问题，本发明提供了一种数字图像输出时超色域的判断方法，可以对图像中超色域的部分进行准确的判断。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种数字图像输出时超色域的判断方法，其特征在于包括以下步骤：

    步骤一：输入图像，和设备特性文件，并由用户做数字图像输出中超色域判断的精度设置。

步骤二：通过设备ICC数据对设备色域进行规范化处理。其中规范化处理是这样进行的，首先对色彩空间分割。在Lab坐标空间中在水平方向按等角度α对色彩空间进行分割，在垂直方向上按等间距d对L轴进行分割，在水平方向上可以将色彩空间分为360/α个分区，在垂直方向上可以将色彩空间分为100/d个分区，整个色彩空间将被分为（360/α）×（100/d）个分区，通过控制α，d的大小可以调节分区的多少从而控制超色域判断的精确度。在分区内提取目标设备色域边界。做CMYK四维空间的均匀取样点，使用目标设备的ICC对四维空间的均匀取样点做查找表LUT转换得到CMYK均匀取样点在目标设备的的Lab值。将Lab值按照下式进行转换，以点A（L,a,b ）为例：

得到对应分区内E的L*a*b*值所对应点的分区位置（m,n)和其与E（0,0,l）点的距离R值。用新坐标（m,n,R) 代替其源坐标（L,a,b),得到一个新矩阵，对于a=0且b=0的点，只保留L>50时L的最大值和L<50时L值的最小值，并将其写入位置矩阵。在新矩阵中对应m,n值相同的点比较其R值，只保留R值最大的点，保留这些点的值，便可得到设备色域的边界规范化矩阵A。其中图5为设备ICC的LUT转换模型，图6 为设备色域规范化处理流程。

步骤三：对图像数据进行规范化处理。读取图像数据，利用图像ICC对图像数据做TRC/Matrix转换运算，得到图像在对应ICC下xyz空间的数据，再利用公式如下公式将其转换到L*a*b*空间。

然后对得到的L*a*b*矩阵用步骤2中公式得到对应的（m,n,R)坐标的规范化矩阵B。其中图像的TRC/Matrix转换模型如图4所示，图2为图像规范化处理流程。

    步骤四：通过对比图像色域与设备色域规范化处理后的数据做超色域判断。在所得图像规范化矩阵B中，对应点（m,n,R1)与规范化矩阵A中相同m,n值坐标的R值比较，如图1所示，如果EB<EA即R1<R则源像素值未超色域；如果EB>EA即R1>R即为图像所对应的像素点超色域，得到超色域判断后的图像。

    步骤五：超色域部分的处理。提取步骤四中得到的超色域判断后的图片中的超色域部分，并将其像素RGB值改为指定数值（0,0,255），然后重新写回图像，得到超色域判断后的效果图。

    步骤六：通过终端显示器对图像进行预览。获取显示设备的ICC文件，并对超色域判断的效果图用显示设备ICC做TRC/Matrix运算（具体步骤如步骤三）后，由终端显示器输出效果图，对图像超色域部分进行预览。

    步骤七：选择合适再现意图输出图片。根据图像超色域的区域范围选择再现意图，并与原稿对比根据要求选择最合适的再现意图，将图片传送给输出设备打印输出。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本方法是一种可行数字图像输出时的超色域判断方法，以像素点为单位进行超色域的判断，并对超色域区域进行预览，超色域判断结果更为精确，结果更为直观。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

附图1为本发明垂直剖面上对点B做超色域判断示意图；

附图2为本发明图像规范化处理流程；

附图3为本发明超色域判断及处理流程；

附图4为本发明源图像的TRC/Matrix转换模型；

附图5为本发明目标设备的LUT转换模型；

附图6为本发明设备色域规范化处理。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式，对本发明做进一步说明。

    实施例：一种数字图像输出时超色域的判断方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一：输入图像，和设备特性文件，并由用户做数字图像输出中超色域判断的精度设置。

步骤二：通过设备ICC数据对设备色域进行规范化处理。其中规范化处理是这样进行的，首先对色彩空间分割。在Lab坐标空间中在水平方向按等角度α对色彩空间进行分割，在垂直方向上按等间距d对L轴进行分割，在水平方向上可以将色彩空间分为360/α个分区，在垂直方向上可以将色彩空间分为100/d个分区，整个色彩空间将被分为（360/α）×（100/d）个分区，通过控制α，d的大小可以调节分区的多少从而控制超色域判断的精确度。在分区内提取目标设备色域边界。做CMYK四维空间的均匀取样点，使用目标设备的ICC对四维空间的均匀取样点做查找表LUT转换得到CMYK均匀取样点在目标设备的的Lab值。将Lab值按照下式进行转换，以点A（L,a,b ）为例：

得到对应分区内E的L*a*b*值所对应点的分区位置（m,n)和其与E（0,0,l）点的距离R值。用新坐标（m,n,R) 代替其源坐标（L,a,b),得到一个新矩阵，对于a=0且b=0的点，只保留L>50时L的最大值和L<50时L值的最小值，并将其写入位置矩阵。在新矩阵中对应m,n值相同的点比较其R值，只保留R值最大的点，保留这些点的值，便可得到设备色域的边界规范化矩阵A。其中图5为设备ICC的LUT转换模型，图6 为设备色域规范化处理流程。

步骤三：对图像数据进行规范化处理。读取图像数据，利用图像ICC对图像数据做TRC/Matrix转换运算，得到图像在对应ICC下xyz空间的数据，再利用公式如下公式将其转换到L*a*b*空间。

然后对得到的L*a*b*矩阵用步骤2中公式得到对应的（m,n,R)坐标的规范化矩阵B。其中图像的TRC/Matrix转换模型如图4所示，图2为图像规范化处理流程。

    步骤四：通过对比图像色域与设备色域规范化处理后的数据做超色域判断。在所得图像规范化矩阵B中，对应点（m,n,R1)与规范化矩阵A中相同m,n值坐标的R值比较，如图1所示，如果EB<EA即R1<R则源像素值未超色域；如果EB>EA即R1>R即为图像所对应的像素点超色域，得到超色域判断后的图像。

    步骤五：超色域部分的处理。提取步骤四中得到的超色域判断后的图片中的超色域部分，并将其像素RGB值改为指定数值（0,0,255），然后重新写回图像，得到超色域判断后的效果图。

    步骤六：通过终端显示器对图像进行预览。获取显示设备的ICC文件，并对超色域判断的效果图用显示设备ICC做TRC/Matrix运算（具体步骤如步骤三）后，由终端显示器输出效果图，对图像超色域部分进行预览。

    步骤七：选择合适再现意图输出图片。根据图像超色域的区域范围选择再现意图，并与原稿对比根据要求选择最合适的再现意图，将图片传送给输出设备打印输出。

本发明相对于传统超色域判断方法而言：

在数字图像输出过程中，由于普通图像的色域要比图像ICC设备色域要小，采用基于设备的超色域判断方法通过图像ICC色域与目标设备色域的大小进行判断来进行超色域判断并不适用，采用基于图像的超色域判断方法，通过图像色域与目标设备色域间的对比来进行超色域判断，所得结果更为精确。而且可以通过控制 α，θ值的大小来改变分区的多少来平衡准确度与速度。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神做实例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代。但不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (1)

1.一种数字图像输出时超色域的判断方法，其特征在于包括以下步骤：

1）输入图像和设备特性文件，并由用户做数字图像输出中超色域判断的精度设置

2）通过设备ICC数据对设备色域进行规范化处理

首先对色彩空间分割，在Lab坐标空间中在水平方向按等角度α对色彩空间进行分割，在垂直方向上按等间距d对L轴进行分割，在水平方向上将色彩空间分为360/α个分区，在垂直方向上将色彩空间分为100/d个分区，整个色彩空间将被分为（360/α）×（100/d）个分区，通过控制α，d的大小调节分区的多少从而控制超色域判断的精确度；在分区内提取目标设备色域边界；做CMYK四维空间的均匀取样点，使用目标设备的ICC对四维空间的均匀取样点做查找表LUT转换得到CMYK均匀取样点在目标设备的的Lab值；将Lab值按照下式进行转换，以点A（L,a,b ）为例：

                                                 

得到对应分区内E的L*a*b*值所对应点的分区位置（m,n)和其与E（0,0,l）点的距离R值；用新坐标（m,n,R) 代替其源坐标（L,a,b),得到一个新矩阵，对于a=0且b=0的点，只保留L>50时L的最大值和L<50时L值的最小值，并将其写入位置矩阵；在新矩阵中对应m,n值相同的点比较其R值，只保留R值最大的点，保留这些点的值，便可得到设备色域的边界规范化矩阵A；

3）对图像数据进行规范化处理

读取图像数据，利用图像ICC对图像数据做TRC/Matrix转换运算，得到图像在对应ICC下xyz空间的数据，再利用如下公式将其转换到L*a*b*空间；

然后对得到的L*a*b*矩阵用步骤2）中公式得到对应的（m,n,R)坐标的规范化矩阵B；

4）通过对比图像色域与设备色域规范化处理后的数据做超色域判断

在所得图像规范化矩阵B中，对应点（m,n,R1)与规范化矩阵A中相同m,n值坐标的R值比较，如果EB<EA即R1<R则源像素值未超色域；如果EB>EA即R1>R即为图像所对应的像素点超色域，得到超色域判断后的图像；

5）超色域部分的处理

提取步骤4）中得到的超色域判断后的图片中的超色域部分，并将其像素RGB值改为指定数值（0,0,255），然后重新写回图像，得到超色域判断后的效果图；

6）通过终端显示器对图像进行预览

获取显示设备的ICC文件，并对超色域判断的效果图用显示设备ICC按步骤3）做TRC/Matrix运算后，由终端显示器输出效果图，对图像超色域部分进行预览；

7）选择合适再现意图输出图片

根据图像超色域的区域范围选择再现意图，并与原稿对比根据要求选择最合适的再现意图，将图片传送给输出设备输出。