CN111327787A - 一种软打样显示颜色的校正方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种软打样显示颜色的校正方法，先印刷色标图像，检测各色块L^*a^*b^*值，转换为RGB值后在屏幕上显示，再分别用数码相机拍照记录屏幕显示的色标图像和粘贴在屏幕表面的硬拷贝色标图像，提取数码照片中色块的RGB值，转换为L^*a^*b^*值，以相机记录的屏幕显示色的L^*a^*b^*值为自变量，以检测硬拷贝的L^*a^*b^*值因变量建立映射关系，再以相机记录的硬拷贝色块的L^*a^*b^*值为自变量，获得输出值，用于制作模拟设备的特性文件，使屏幕显示的颜色与硬拷贝颜色一致。本发明以相机记录的特定环境光源下硬拷贝颜色为基准，校正同一相机记录的处于同一环境光源下的显示颜色，使显示颜色逼近硬拷贝颜色，实现精确的屏幕软打样效果。

Description

一种软打样显示颜色的校正方法

技术领域

本发明涉及印刷过程颜色打样领域，具体的说涉及印刷过程利用屏幕模拟显示硬拷贝颜色作为颜色参照的方法。

背景技术

软打样是指利用显示屏模拟显示硬拷贝颜色，实现印刷等图像复制过程颜色打样的方法。与传统的数码打样相比，软打样使用方便，能节省打印设备和打印耗材的成本，节省打印和样张传送的时间成本。

但现有的国际色彩协会(international color consortium ICC)的开放式色彩管理技术，印刷设备特性化时是以D50标准照明体，2°视场为观察条件计算硬拷贝的L^*a^*b^*值，然而实际生产中，观察硬拷贝的环境光源很可能与D50标准照明体有较大差异，人眼的视觉感受与计算值有较大的差异；显示设备特性化时，是将颜色测量仪器吸附在屏幕表面测量显示器的显色效果，避开了环境光的影响，然而实际生产中显示器一般处于明亮的环境中，环境光在屏幕表面的反射，影响到视觉观察效果，因此，基于ICC的色彩管理技术所实现的软打样，颜色模拟程度受硬拷贝的观察环境、显示器的放置位置、硬拷贝和显示器色域空间差异等影响，实际生产中往往不能满足色彩打样的要求。

为了使显示颜色尽可能地模拟各种不同光源环境下的硬拷贝颜色，中国专利(CN104301580B)公开了一种校正屏幕显示颜色的方法，以硬拷贝样张在具体观察环境下的呈色效果为模拟目标，通过修正源文件所指定印刷设备特性文件，校正屏幕显示效果，但该专利忽略了环境光对显示器呈色效果的影响。为了校正环境光对显示颜色的影响，徐艳芳、刘晓宁在《环境光照对显示器呈色的影响研究》中提出将测色仪器置于距屏幕25cm左右的地方对屏幕颜色进行测量，便这种方法需要采用分光辐射度计，成本太高，并且测量时距离和角度的偏差对测量结果影响较大，鲁棒性差。中国专利(CN107395919B)一种能够校正炫光影响的显示器色彩管理实现方法，通过测量显示器屏幕背光关闭状态下的屏幕反射率和显示器表面的环境辐射功率，计算反射光的三刺激值，再和显示器自发光叠加，获得显示颜色值。该方法能够在一定程度上弥补屏幕反射光对显示效果的影响，但通过测量一定角度的屏幕的反射率和环境光辐射功率，计算得到的反射光的三刺激值与反射光对人眼实际影响相差较大，校正效果不够理想。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出一种屏幕显示颜色校正方法，能够使处于明室环境中显示器，准确地模拟靠近显示器表面的硬拷贝颜色。

为实现上述技术目的，本发明的方法是印刷色标图像，检测得到各色块L^*a^*b^*值，转换为RGB值后在屏幕上显示，分别用数码相机拍照记录屏幕显示的色标图像和粘贴在屏幕表面的硬拷贝色标图像，提取数码照片中色块的RGB值，转换为L^*a^*b^*值，以相机记录的屏幕显示色的L^*a^*b^*值为自变量，以检测的硬拷贝的L^*a^*b^*值为因变量建立映射关系，再以相机记录的硬拷贝色块的L^*a^*b^*值为自变量，获得输出值，用于制作模拟设备的特性文件，使屏幕显示的颜色与硬拷贝颜色一致。具体内容如下：

一种软打样显示颜色的校正方法,包括以下步骤：

S1，检测显示器表面正前方环境光的照度和色度值，根据照度计算显示器亮度设置值，校正显示器的亮度，根据色度值校正显示器的白场颜色，再制作显示器特性文件；

S2，利用CMYK模式色标图像印刷，测量印刷样张上的硬拷贝色标图像的每一色块的L^*a^*b^*值，转化为RGB值后显示在屏幕上，用数码相机记录屏幕显示的RGB模式色标图像和粘贴在屏幕表面的硬拷贝色标图像，提取数码照片中色块的RGB值，转换为L^*a^*b^*值，其中L^*a^*b^*值是指CIE 1976L^*a^*b^*空间的颜色坐标值；

S3，以数码相机记录的屏幕显示色块的L^*a^*b^*值为自变量，以检测的硬拷贝色块的L^*a^*b^*值为因变量，建立映射关系，再以数码相机记录的硬拷贝色块的L^*a^*b^*值为自变量，获得输出值，以制作模拟设备的特性文件；

S4，指定S1制作的显示器特性文件为显示设备的特性文件，再打开需要软打样的CMYK模式的图像文件，指定步骤S3制作的特性文件为模拟设备的配置文件，映射关系为模拟纸张颜色，实现颜色的软打样显示。

作为本发明的优选方案之一，步骤S2具体包括：

S21，针对CMYK模式色标图像，获取每一色块的颜色值，按顺序分别记为C₁M₁Y₁K₁、……、C_nM_nY_nK_n；印刷CMYK模式色标图像，测量印刷样张上硬拷贝色标图像的每一色块的L^*a^*b^*值，按顺序分别记为

……、

其中，n为色标图像的色块数；

S22，依据显示器特性文件，将步骤S21测量的每一色块的L^*a^*b^*值，以感知再现方式依次转化为RGB值，再按照印刷样张上的硬拷贝色标图像的每一色块的尺寸和排列位置，在屏幕上居中显示RGB模式色标图像；

S23，将相机固定在屏幕前适当位置，对准屏幕上显示的RGB模式色标图像拍照，从照片中提取每一色块的RGB值，再根据sRGB颜色空间转换为L^*a^*b^*值，按顺序分别记为

……、

S24，将硬拷贝色标图像底部垫上黑纸，粘贴于屏幕显示的RGB模式色标图像的位置，对准硬拷贝色标图像拍照，从照片中提取每一色块的RGB值，再根据sRGB颜色空间转换为L^*a^*b^*值，按顺序分别记为

……

作为本发明的优选方案之一，步骤S3具体为：

S31，计算

和

……、

中各值之间的色差值，按照色差小优先的原则，取出

……、

中的m个值，记为

……、

根据

……、

在色标图像中所处的位置，从

……、

中取出对应位置的m个值，记为

……、

以

……、

为自变量，以

……

为因变量，利用多项式最小二乘回归的方法建立映射关系f₁；

以

为自变量，利用映射关系f₁，计算得到

分别针对

……、

采用同样的方法，计算得到修正值

……、

S32，利用C₁M₁Y₁K₁、……、C_nM_nY_nK_n值和

……

值制作印刷特性文件。

作为本发明的优选方案之一，步骤S31所述的m个值为色标图像所包含的全部色块中的局部样本值，m取值随n而变化，计算公式为：

作为本发明的优选方案之一，步骤S31中，利用11项式最小二乘回归的方法建立映射关系f₁。

本发明的有益效果：本发明以相机记录的特定环境光源下硬拷贝颜色为基准，校正同一相机记录的处于同一环境光源下的显示颜色，使显示颜色逼近硬拷贝颜色，实现精确的屏幕软打样效果，应用于图像复制行业，可以用屏幕显示色为颜色参照，控制硬拷贝的复制效果。

附图说明

图1为本发明实现显示颜色校正的流程图

图2为数码相机拍摄位置示意图

具体实施方式

在印刷等图像复制行业的实际生产场景中，用于软打样的显示器一般置于生产车间的明室环境，工人拿当前生产样张靠近屏幕进行比较，依据屏幕显示色调整复制效果。为保证屏幕显示效果是准确可靠的，需要以标准色标图像为基准，通过调节，使屏幕显示效果逼近硬拷贝色标图像。但由于人眼观察硬拷贝和显示器的视觉感受受到环境光、屏幕反射、白场等多种因素影响，难以精确量化，本发明以数码相机代替视觉，记录硬拷贝色标图像和显示的色标图像，通过调整源文件的特性文件，使显示的色标图像颜色逼近硬拷贝色标图像，从而保证软打样显示效果是准确的。以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。具体实施方法如图1所示。

S1，利用测色仪器，如爱色丽公司出品的I1Pro色度计和配套软件Eye-One Match等，在关闭显示器背光的条件下，检测垂直于显示器表面的正前方的环境光照度和色度值，再根据照度值计算显示器的亮度设置值，计算公式如式(1)所示：

式(1)中π为圆周率。利用色彩管理软件和测色仪器，如爱色丽公司出品的ProfileMaker软件和I1Pro色度计等，按照计算得到的显示器亮度设置值校正显示器的亮度，按照检测得到的环境光色度值校正显示器的白场颜色，再制作显示器的ICC特性文件。

S2：利用CMYK模式色标图像印刷，测量印刷样张上的硬拷贝色标图像的每一色块的L^*a^*b^*值，转化为RGB值后显示在屏幕上，用数码相机记录屏幕显示的RGB模式色标图像和粘贴在屏幕表面的硬拷贝色标图像，提取数码照片中色块的RGB值，转换为L^*a^*b^*值，其中L^*a^*b^*值是指CIE 1976L^*a^*b^*空间的颜色坐标值。具体如下：

步骤S21，针对CMYK模式的色标图像，如美国国家标准学会发布的ANSIIT8.7/3色标图像，可以从与色标图像配套的标准文本获取每一色块的青品黄黑四色输入特征数据，按顺序分别记为C₁M₁Y₁K₁、……、C_nM_nY_nK_n。色彩管理软件，如ProfileMaker等提供CMYK模式色标图像文件和配套的青品黄黑四色输入特征数据文件。利用CMYK模式色标图像制版后，印刷色标图像，测量印刷样张上的硬拷贝色标图像的每一色块的L^*a^*b^*值，按顺序分别记为

……、

其中L^*a^*b^*值指国际照明委员会推荐的CIE1976L^*a^*b^*空间的颜色坐标值，n为色标图像包含的色块数。

步骤S22，依据S1制作的显示器特性文件，编写程序将

……、

值，以感知再现方式转化为RGB值，按顺序分别记为R_{显_1}G_{显_ 1}B_{显_1}、……、R_{显_n}G_{显_n}B_{显_n}，再按照印刷样张上的硬拷贝色标图像的每一色块的尺寸和排列位置，在屏幕上居中显示RGB模式色标图像。依据显示器特性文件，以感知再现的映射方式，将L^*a^*b^*值转换为RGB值采用成熟的技术。

步骤S23，将数码相机固定在屏幕前适当距离位置，相机的色彩空间设置为sRGB,相机镜头垂直于屏幕并正对屏幕中心，如图2所示，关闭相机闪光灯功能，手动设置曝光量，对准屏幕上显示的RGB模式色标图像拍照。对照片进行裁剪，只保留色标图像，再编写程序从色标图像中提取每一色块的RGB值，按顺序分别记为R_{1_1}G_{1_1}B_{1_1}、……、R_{1_n}G_{1_n}B_{1_n}，再依据sRGB颜色空间转换为L^*a^*b^*值，按顺序分别记为

……、

依据sRGB颜色空间，将RGB值转换为L^*a^*b^*值采用成熟的技术。

步骤S24，保持环境光、相机、显示器不变，从硬拷贝样张上剪下色标图像，底部垫上黑纸，粘贴在屏幕显示的RGB模式色标图像的位置，对准硬拷贝色标图像拍照，从照片中提取每一色块的RGB值，记为R_{2_1}G_{2_1}B_{2_1}、……、R_{2_n}G_{2_n}B_{2_n}，再依据sRGB颜色空间转换为L^*a^*b^*值，按顺序分别记为

……、

S3，以相机记录的屏幕显示色块的L^*a^*b^*值为自变量，以检测的硬拷贝色块的L^*a^*b^*值为因变量，建立映射关系，以记录的硬拷贝色块的L^*a^*b^*值为目标值，获得输出值，以制作模拟设备的特性文件。具体如下：

步骤S31，计算

和

……、

中各值之间的色差值，按照色差小优先的原则，取出

……、

中的m个值，即全部n个数值中与

色差较小的部分值，记为

……、

m取值随n而变化，n越大，m也取越大。为保证源文件从CMYK模式向L^*a^*b^*模式转换的精度，色标图像中应该包含足够多的色块，一般来说n应该不小于300，m值计算公式如式(2)所示。

再根据

……、

在色标图像中所处的位置，从

……、

中取出对应位置的m个值，记为

……、

以

……、

为自变量，以

……、

为因变量，利用多项式最小二乘回归的方法建立映射关系f₁，多项式的项数优选值为11。再以

为自变量，利用映射关系f₁，计算得到

分别针对

……、

采用同样的方法，计算得到修正值

……、

步骤S32，利用色彩管理软件，如ProfileMaker等，利用

C₁M₁Y₁K₁、……、C_nM_nY_nK_n值和对应的

……、

值制作印刷特性文件。

步骤S4，指定S1制作的显示器特性文件为显示设备的特性文件，再利用具有色彩管理功能的应用软件，如Adobe公司出品的Acrobat或Photoshop等，打开需要利用屏幕模拟印刷设备进行软打样显示的CMYK模式的文件,指定步骤(7)制作的特性文件为模拟设备的配置文件，映射关系设为模拟纸张颜色，实现图像颜色的软打样显示。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。倘若这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (5)

1.一种软打样显示颜色的校正方法,其特征在于包括以下步骤：

S1，检测显示器表面正前方环境光的照度和色度值，根据照度计算显示器亮度设置值校正显示器的亮度，根据色度值校正显示器的白场颜色，再制作显示器特性文件；

S2，利用CMYK模式色标图像印刷，测量印刷样张上的硬拷贝色标图像的每一色块的L^*a^*b^*值，转化为RGB值后显示在屏幕上，用数码相机记录屏幕显示的RGB模式色标图像和粘贴在屏幕表面的硬拷贝色标图像，提取数码照片中色块的RGB值，转换为L^*a^*b^*值，其中L^*a^*b^*值是指CIE 1976L^*a^*b^*空间的颜色坐标值；

S3，以数码相机记录的屏幕显示色块的L^*a^*b^*值为自变量，以检测的硬拷贝色块的L^*a^*b^*值为因变量，建立映射关系，再以数码相机记录的硬拷贝色块的L^*a^*b^*值为自变量，获得输出值，以制作模拟设备的特性文件；

S4，指定S1制作的显示器特性文件为显示设备的特性文件，再打开需要软打样的CMYK模式的图像文件，指定步骤S3制作的特性文件为模拟设备的配置文件，映射关系为模拟纸张颜色，实现颜色的软打样显示。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2具体包括：

S21，针对CMYK模式色标图像，获取每一色块的颜色值，按顺序分别记为C₁M₁Y₁K₁、……、C_nM_nY_nK_n；印刷CMYK模式色标图像，测量印刷样张上硬拷贝色标图像的每一色块的L^*a^*b^*值，按顺序分别记为

其中，n为色标图像的色块数；

S22，依据显示器特性文件，将步骤S21测量的每一色块的L^*a^*b^*值，以感知再现方式依次转化为RGB值，再按照印刷样张上的硬拷贝色标图像的每一色块的尺寸和排列位置，在屏幕上居中显示RGB模式色标图像；

S23，将相机固定在屏幕前适当位置，对准屏幕上显示的RGB模式色标图像拍照，从照片中提取每一色块的RGB值，再根据sRGB颜色空间转换为L^*a^*b^*值，按顺序分别记为

S24，将硬拷贝色标图像底部垫上黑纸，粘贴于屏幕显示的RGB模式色标图像的位置，对准硬拷贝色标图像拍照，从照片中提取每一色块的RGB值，再根据sRGB颜色空间转换为L^*a^*b^*值，按顺序分别记为

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤S3具体为：

S31，计算

和

中各值之间的色差值，按照色差小优先的原则，取出

中的m个值，记为

根据

在色标图像中所处的位置，从

中取出对应位置的m个值，记为

以

为自变量，以

为因变量，利用多项式最小二乘回归的方法建立映射关系f₁；

以

为自变量，利用映射关系f₁，计算得到

分别针对

采用同样的方法，计算得到修正值

S32，利用C₁M₁Y₁K₁、……、C_nM_nY_nK_n值和

值制作印刷特性文件。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于,步骤S31所述的m个值为色标图像所包含的全部色块中的局部样本值，m取值随n而变化，计算公式为：

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于,步骤S31中，利用11项式最小二乘回归的方法建立映射关系f₁。

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