專利名稱：數(shù)字圖像的顏色校正方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及顏色校正學(xué)以及一種用于數(shù)據(jù)圖像的顏色校正方法。
背景技術(shù)：
參照Charles Poynton所著的A Guided Tour of Color Space，以及Michael Stokes所著的Color Management Concepts，顏色是波長(zhǎng)從400到700nm之間的光入射到觀察者的視網(wǎng)膜上產(chǎn)生的感知效果。人類的視網(wǎng)膜有三種類型的彩色光敏錐狀細(xì)胞，分別對(duì)應(yīng)于不同光譜靈敏度曲線的入射光。既然有三種類型的彩色光敏錐狀細(xì)胞，必需有三種要素來(lái)區(qū)分色彩，且三種已足夠。如上所述，色視覺本質(zhì)上具有三原色的性質(zhì)。
目前可以相信顏色科學(xué)領(lǐng)域包括不同的模型和算法用于色彩再現(xiàn)，其表現(xiàn)了色彩再現(xiàn)系統(tǒng)的大多數(shù)獨(dú)立的部分，并且表現(xiàn)了顏色科學(xué)的基本方面。這些模型包括，例如人類視覺系統(tǒng)、彩色顯示模型、色域映射方法、設(shè)備映射和測(cè)量方法、用戶意圖算法集—色彩增強(qiáng)和介質(zhì)意圖，信道生成算法—黑色生成，連續(xù)至離散轉(zhuǎn)換算法—半色調(diào)，誤差傳播、帶補(bǔ)償，以及油墨/介質(zhì)補(bǔ)償油墨限制。
模型不需要明確規(guī)定輸入和輸出顏色空間，盡管—些模型可能作了規(guī)定。照這樣，一些模型可能例如把一個(gè)顏色空間或觀測(cè)環(huán)境中的彩色變換到另一個(gè)空間或環(huán)境中。
但是目前認(rèn)為人類視覺系統(tǒng)較為復(fù)雜且很難模型化，即使它能為所有色彩再現(xiàn)系統(tǒng)提供基本度量和公共的標(biāo)準(zhǔn)。這就是為什么大多數(shù)色彩再現(xiàn)的參考文獻(xiàn)都以人類視覺系統(tǒng)的概述為開始的原因。但是這些參考文獻(xiàn)中很少能充分地闡釋人類視覺系統(tǒng)與再現(xiàn)過(guò)程如何產(chǎn)生聯(lián)系。每個(gè)數(shù)字色彩再現(xiàn)應(yīng)用方案最終取決于它對(duì)于例如一個(gè)最終用戶的顯示效果如何。
為了創(chuàng)建一個(gè)基于人類視覺系統(tǒng)的再現(xiàn)設(shè)備的質(zhì)量度量，需要一個(gè)人類視覺系統(tǒng)的合理的數(shù)理分析模型。但是目前認(rèn)為沒有人能完全地認(rèn)識(shí)人類是如何感覺色彩的，且因此還沒有對(duì)人類視覺系統(tǒng)的簡(jiǎn)單完備的模型。這不可避免地迫使開發(fā)者去模擬人類視覺系統(tǒng)。
除了該模型，還有幾個(gè)理論上的模型能提供對(duì)人類視覺系統(tǒng)的近似模擬，例如顏色空間或包括顏色空間的彩色顯示模型。這些模型在原始設(shè)備顏色空間和基于特定人類視覺系統(tǒng)的顏色空間如CIEXYZ之間提供了一種變換方法。因?yàn)榛贑IE的顏色空間假設(shè)了一個(gè)特定的觀測(cè)環(huán)境和媒介，應(yīng)該變換到彩色顯示空間以得到與任何設(shè)備或觀測(cè)環(huán)境相獨(dú)立的彩色顯示。
CIEXYZ顏色空間使用了一系列能模擬人類彩色感知的光譜加權(quán)函數(shù)。如圖1a所示，這些曲線進(jìn)行了數(shù)字上的定義，對(duì)于CIE標(biāo)準(zhǔn)觀測(cè)者表示成x，y和z顏色匹配函數(shù)(CMF)。如圖1a所示，顏色匹配函數(shù)100包括x加權(quán)函數(shù)110，y加權(quán)函數(shù)115，以及z加權(quán)函數(shù)120。對(duì)于波長(zhǎng)在400nm到700nm之間的光譜，繪制了顏色匹配函數(shù)100的各部分，該范圍近似于人類彩色感知范圍。
CIEXYZ的原理是三色激勵(lì)值(X、Y、Z)之一——Y值的光譜靈敏度對(duì)應(yīng)于人類視覺的亮度靈敏度。光源的譜功率密度(SPD)由顏色匹配函數(shù)進(jìn)行加權(quán)的積分得到了光源的亮度Y。
當(dāng)通過(guò)x，y和z顏色匹配函數(shù)計(jì)算，用另兩個(gè)要素x和z得到了亮度，因此得到的(X、Y、Z)要素就認(rèn)為是XYZ三色激勵(lì)值(注為“big-X，big-Y，big-Z”或“cap-X，cap-Y，cap-Z”)。這些值是包含了人類彩色視覺的光譜特性的線光(linear-light)值。三色激勵(lì)值是通過(guò)連續(xù)譜功率密度(SPD)計(jì)算得來(lái)，分別把SPD用x，y和z顏色匹配函數(shù)積分。對(duì)于離散系統(tǒng)計(jì)算，三色激勵(lì)值(X、Y、Z)可以用三維矩陣乘法計(jì)算。
參見圖1b，可以看到一個(gè)示范性的矩陣乘法125，用以對(duì)白光發(fā)光源D65確定三色激勵(lì)值(X、Y、Z)。矩陣乘法125包括右列向量130，其表示了白光發(fā)光源D65對(duì)于400nm到700nm波長(zhǎng)的離散值，也包括了31×3矩陣135，該矩陣是CIE加權(quán)函數(shù)x，y和z集的離散形式。
如上所述，CIE彩色系統(tǒng)基于把彩色描述成一個(gè)亮度要素Y以及另外兩個(gè)要素X和Z。X和Z的光譜加權(quán)曲線已經(jīng)由CIE基于人類觀測(cè)者的統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，且XYZ三色激勵(lì)值可以描述任何顏色。
為了便于概念理解和計(jì)算，在無(wú)亮度時(shí)表示為“純”色。CIE標(biāo)準(zhǔn)化了XYZ三色激勵(lì)值歸一化的過(guò)程，從而獲得了兩個(gè)色度值x和y。關(guān)系式是根據(jù)下列投影變換來(lái)計(jì)算x=XX+Y+Z,y=XX+Y+Z]]>圖1c中示出，一種色彩繪制成(x，y)色度圖140中的一個(gè)點(diǎn)。當(dāng)一個(gè)僅在一個(gè)波長(zhǎng)處具有功率的窄帶SPD在400到700nm范圍內(nèi)掃描時(shí)，它在(x，y)坐標(biāo)系內(nèi)產(chǎn)生了一個(gè)魚翅形狀的光譜軌跡165，從坐標(biāo)點(diǎn)145開始，連續(xù)經(jīng)過(guò)坐標(biāo)點(diǎn)150，在坐標(biāo)點(diǎn)155處結(jié)束。紫光視覺不能用單個(gè)波長(zhǎng)產(chǎn)生為了產(chǎn)生紫光需要混合短波光和長(zhǎng)波光。紫光線160連接了藍(lán)色極值(坐標(biāo)145)和紅色極值(坐標(biāo)155)。實(shí)際的(物理)SPD的色度坐標(biāo)由紫色線160和光譜軌跡165所界定所有色彩都包含在色度圖140的區(qū)域內(nèi)，如藍(lán)色坐標(biāo)170、綠色坐標(biāo)175、紅色坐標(biāo)180以及白色點(diǎn)坐標(biāo)(D65)185。用于計(jì)算x和y的投影變換即兩個(gè)光譜或兩個(gè)三色激勵(lì)值的任何線性組合在(x，y)平面上繪制出一條直線。
彩色模型的實(shí)例包括線性紅綠藍(lán)(RGB)，非線性RGB，色調(diào)-飽和度值(HSV)，以及CMYK模型。顏色空間必須包含要描述各種顏色所需的所有信息，由于復(fù)雜性的原因，這些顏色空間可能很難在實(shí)際設(shè)備中實(shí)現(xiàn)。因此物理設(shè)備通常用一種“彩色編碼”方法對(duì)顏色進(jìn)行編碼，這樣能夠簡(jiǎn)單并有效地表示大量的色彩。
再現(xiàn)大量色彩最簡(jiǎn)單的方法就是將三種不同顏色的光混合，例如紅色、綠色和藍(lán)色，這稱為加色RGB混合彩色編碼。物理術(shù)語(yǔ)中，各個(gè)不同顏色光的光譜，即紅色、綠色和藍(lán)色，按照波長(zhǎng)邏輯加起來(lái)以構(gòu)成混合光的光譜。作為疊加原理的結(jié)果，加色RGB混合色是基色光以及所混合的每種基色光份額的嚴(yán)格函數(shù)。
參看圖1e，可以看出一個(gè)加色方案的SPD，包括三種原色顏料紅色(R)顏料225；綠色(G)顏料230；以及藍(lán)色(B)顏料235。這三種顏料225，230，235光譜疊加構(gòu)成了加色混合色240。
例如計(jì)算機(jī)監(jiān)視器根據(jù)加色RGB法產(chǎn)生混合色。照這樣，監(jiān)視器的每個(gè)像素包含了三個(gè)小光源，能分別產(chǎn)生紅、綠和藍(lán)光。當(dāng)從足夠遠(yuǎn)的距離處觀測(cè)屏幕時(shí)，這些光的光譜在觀測(cè)者的視網(wǎng)膜上疊加。
加色圖像再現(xiàn)中，白色點(diǎn)是用等量的紅、綠和藍(lán)要素再現(xiàn)產(chǎn)生的光的色度。即白色點(diǎn)是原色之間功率比(或平衡)的函數(shù)。
通常為了計(jì)算方便將白色定義成一個(gè)均勻的SPD。但是CIE已經(jīng)在數(shù)字上規(guī)定一個(gè)更實(shí)際的模擬日光的基準(zhǔn)白，即光源D65。印刷工業(yè)中例如一般使用D50，而攝影中通常使用D55，分別表示戶內(nèi)(鎢)和日光觀測(cè)下的環(huán)境。
參看圖1d，可以看到標(biāo)準(zhǔn)CIE白色點(diǎn)光源190的SPD。光源190包括D50光源195，D55光源200，D65光源205，D75光源210以及鎢光源215的SPD。
加色再現(xiàn)基于為各個(gè)原色產(chǎn)生全正SPD的物理設(shè)備。在物理上以及數(shù)學(xué)上疊加光譜。表現(xiàn)為紅、綠和藍(lán)的原色能產(chǎn)生最大范圍的色彩。人類彩色視覺遵循疊加原理。這意味著三種原色光譜的任何加色混合光的顏色可以根據(jù)增加原色的XYZ要素的相應(yīng)份額進(jìn)行預(yù)測(cè)。由此，特定RGB原色集混合得到的顏色完全由原色自身的色彩決定。
一種加色RGB系統(tǒng)規(guī)定了其原色和白色點(diǎn)的色度。圖1c中示出的(x，y)色度圖140中顯示了由給定RGB原色集混合得到的色度范圍(色域)，該色域用一個(gè)三角形表示，其頂點(diǎn)就是原色的色度。例如由包含了藍(lán)色坐標(biāo)170、綠色坐標(biāo)175和紅色坐標(biāo)180的原色構(gòu)成的色域包含了三角形內(nèi)的所有顏色坐標(biāo)，該三角形的頂點(diǎn)就是藍(lán)色坐標(biāo)170、綠色坐標(biāo)175和紅色坐標(biāo)180。
因此，目前沒有標(biāo)準(zhǔn)原色和標(biāo)準(zhǔn)白色點(diǎn)。從而如果有一幅RGB圖像而沒有任何關(guān)于其原色的色度信息，就不能例如精確地確定圖像數(shù)據(jù)所表示的顏色。
與上述加色混色法不同的是，另一種對(duì)一系列顏色混合進(jìn)行編碼的方法是從一個(gè)相對(duì)寬帶光源的光譜中選擇性地去除一部分，例如用“減色”青-品紅-黃(CMY)。照此，光源產(chǎn)生了覆蓋全部或大部分可見光譜的光，而每個(gè)相繼的濾光器透射了波段的一部分，并衰減了其他部分。物理術(shù)語(yǔ)中，混合光的光譜是光源光譜和各個(gè)顏色光譜透射曲線的波長(zhǎng)乘積。即各顏色的光譜透射曲線相乘。
參看圖1f，可以看到一種示范性的用于產(chǎn)生色彩的減色(CMY)方法。減色(CMY)方法245中，白光光源250投影到黃色(Yl)濾光器265，品紅(Mg)濾光器260，以及青色(Cy)濾光器255。每個(gè)濾光器255、260、265從白光光源250的SPD中“減去”波長(zhǎng)，從而產(chǎn)生了減色混色光270的合成彩色SPD。
減色系統(tǒng)中為了獲得大量顏色，需要青色、黃色和品紅濾光器(CMY)，而RGB信息可以用作減色圖像再現(xiàn)的基礎(chǔ)。例如，如果需要再現(xiàn)的顏色的藍(lán)色分量為零；那么黃色濾光器就盡可能衰減掉光譜中的短波分量。隨著需要再現(xiàn)的藍(lán)色分量的增加，黃色濾光器的衰減程度隨之下降。這種推論導(dǎo)致了“一減RGB”關(guān)系式Cy＝1-RMg＝1-GYl＝1-B青色和品紅色雙色串列形成了藍(lán)色，青色和黃色形成了綠色，而品紅和黃色產(chǎn)生了紅色。
減色混色法中，通過(guò)顏料的特性和所用光源的光譜來(lái)確定白色點(diǎn)。例如彩色攝影中的重現(xiàn)過(guò)程是由觀測(cè)者環(huán)境中的背景光照射，消除了景象中的基準(zhǔn)白與觀測(cè)環(huán)境中的基準(zhǔn)白之間的不匹配。
例如C打印機(jī)利用減色原理來(lái)產(chǎn)生色彩。即這些打印機(jī)使用青、品紅和黃色濾光器來(lái)“減去”包含染料的打印介質(zhì)平面的波段的光。噴墨打印機(jī)的工作方式是相同的，因?yàn)樗鼈円彩褂们?、品紅和黃色油墨來(lái)“減去”打印紙表面的反射光的波長(zhǎng)，例如白色打印紙。
當(dāng)評(píng)價(jià)c打印機(jī)測(cè)試打印產(chǎn)生的色彩質(zhì)量時(shí)，觀測(cè)者會(huì)判定測(cè)試打印是偏“暖”色調(diào)，偏“冷”色調(diào)，還是兩者都不是。在這種情況下，如果打印效果色調(diào)偏“暖”色調(diào)，即測(cè)試打印過(guò)紅、過(guò)品紅和/或過(guò)黃，反過(guò)來(lái)如果打印效果色調(diào)偏“冷”色調(diào)，即測(cè)試打印過(guò)青、過(guò)綠和/或過(guò)藍(lán)。例如觀測(cè)者可以判斷測(cè)試打印是否過(guò)紅、過(guò)青或兩者都不是。然后觀測(cè)者例如可根據(jù)測(cè)試打印過(guò)紅或過(guò)青的程度來(lái)調(diào)整用于從白光光源中減去顏色分量的濾光設(shè)備。
該過(guò)程認(rèn)為是減色法，因?yàn)榉胖迷诎坠夤庠辞懊娴臑V光器用來(lái)從光源的SPD中減去選定的波長(zhǎng)。例如，如果測(cè)試打印過(guò)品紅，就可以使用品紅濾光器來(lái)濾除品紅色。
顏色管理利用顏色科學(xué)的模型和算法，并提供了把這些模型和算法變換到實(shí)際產(chǎn)品所需的實(shí)際設(shè)計(jì)。顏色管理包括，例如設(shè)備模型處理順序，數(shù)據(jù)和元數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，機(jī)能結(jié)構(gòu)和流程設(shè)計(jì)。設(shè)備模型處理順序是用適當(dāng)?shù)捻樞蜻B接這些算法來(lái)解決特定設(shè)備和情況的處理順序。數(shù)據(jù)和元數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)提供了一種裝置，用于在整個(gè)軟件環(huán)境的限制下，傳送彩色信息和處理順序中各個(gè)模型或算法的參數(shù)。機(jī)能結(jié)構(gòu)在整個(gè)軟件環(huán)境中提供軟件支持，使得數(shù)據(jù)和軟件能傳送信息以及運(yùn)行。流程設(shè)計(jì)可以對(duì)機(jī)能軟件和色彩再現(xiàn)結(jié)果提供實(shí)際限制。
一旦物理設(shè)備，如數(shù)碼照相機(jī)，用如加色RGB法對(duì)物理對(duì)象的圖像進(jìn)行編碼，該圖像可以轉(zhuǎn)換成一個(gè)數(shù)據(jù)文件，并通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)在標(biāo)準(zhǔn)彩色監(jiān)視器上觀看。但是因?yàn)闆]有原色(如紅色、綠色和藍(lán)色)的選擇標(biāo)準(zhǔn)，與形成圖像基礎(chǔ)的實(shí)際物理對(duì)象本身相比，在監(jiān)視器上該圖像可能顯示不同。例如數(shù)碼照相機(jī)使用的原色紅色的色度與觀測(cè)用的監(jiān)視器的原色紅磷光體的色調(diào)不相同。由于相似的原因，監(jiān)視器上觀看到的物體的數(shù)字圖像可能看起來(lái)與彩色打印機(jī)打印出的物體打印圖像的顏色不同。
為了校正這個(gè)問(wèn)題，國(guó)際彩色聯(lián)盟(ICC)引入了顏色管理特征圖的概念。顏色管理特征圖是設(shè)備專有的特征圖，把設(shè)備專有的彩色編碼方案中的顏色轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)顏色空間(如特征圖轉(zhuǎn)換空間(PCS))中的坐標(biāo)，同樣也把標(biāo)準(zhǔn)顏色空間中的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成設(shè)備專有的彩色編碼方案。
實(shí)際應(yīng)用中，認(rèn)為PCS顏色空間就是上述的CIE XYZ顏色空間。為了給RGB設(shè)備，例如使用加色RGB的數(shù)碼照相機(jī)創(chuàng)建一個(gè)設(shè)備專有的ICC特征圖，ICC特征圖需要關(guān)于R、G、B原色在CIE XYZ顏色空間內(nèi)的(X、Y、Z)坐標(biāo)，白色點(diǎn)的(X、Y、Z)坐標(biāo)，以及紅、綠和藍(lán)原色的灰度曲線的信息。如果這些坐標(biāo)例如相對(duì)于Y進(jìn)行歸一化，它們就映射到照相機(jī)使用的原色CIE色度圖140上的相應(yīng)(x，y)坐標(biāo)。根據(jù)這些信息，ICC特征圖能夠把紅綠藍(lán)三元色(描述了照相機(jī)編碼的顏色)轉(zhuǎn)換成圖1c中所示的色度圖140上相應(yīng)的坐標(biāo)。
參見圖1g，可以看到一種示范性的使用ICC特征圖從監(jiān)控器280到打印機(jī)285的顏色轉(zhuǎn)換275。如圖1g所示，監(jiān)視器280顯示的圖像的每個(gè)像素用設(shè)備專用的監(jiān)視器ICC特征圖295轉(zhuǎn)換成CIE XYZ顏色空間290中的相應(yīng)(X、Y、Z)坐標(biāo)。然后設(shè)備專用的打印機(jī)ICC特征圖300把(X、Y、Z)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的彩色組合，如采用減色CMY彩色編碼的打印機(jī)285使用的CMY油墨組合。在這種情況下，監(jiān)視器280上觀測(cè)到的像素顏色可能非常近似于打印機(jī)285再現(xiàn)產(chǎn)生的像素顏色。
但是大多數(shù)記錄現(xiàn)實(shí)生活中物體的數(shù)字圖像的裝置，如果不是所有裝置，例如數(shù)碼照相機(jī)和數(shù)碼可攜攝像機(jī)不能把圖像直接編碼到CIE XYZ顏色空間，而是采用加色RGB彩色編碼方案。由于加色RGB彩色編碼方法不足以完全表示人類感知的顏色，數(shù)字照相機(jī)編碼并在監(jiān)視器上顯示的物體顏色不可避免地與現(xiàn)實(shí)生活中物體本身的顏色看起來(lái)不同。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是提供一種用于校正由圖像捕獲設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)字圖像的顏色的方法，該方法包括評(píng)估觀測(cè)監(jiān)視器上的實(shí)際參考目標(biāo)的參考數(shù)字圖像，把參考數(shù)字圖像中的至少一種顏色與實(shí)際參考目標(biāo)自身的相應(yīng)顏色進(jìn)行比較，如果數(shù)字圖像中的該至少一種顏色與實(shí)際參考目標(biāo)的相應(yīng)顏色不相同，使用判別顏色校正處理來(lái)調(diào)整參考數(shù)字圖像中的該顏色，判別顏色校正處理產(chǎn)生至少一種校正色彩組合，且根據(jù)該至少一種校正色彩組合來(lái)校正數(shù)字圖像的顏色。
本發(fā)明的另一個(gè)目標(biāo)是提供一種如上所述的方法，其中評(píng)估步驟包括對(duì)參考數(shù)字圖像的至少一種顏色中的選定顏色進(jìn)行擴(kuò)展，以符合監(jiān)視器的整個(gè)觀測(cè)平面。
本發(fā)明還有一個(gè)目標(biāo)是提供一種如上所述的方法，其中評(píng)估步驟包括由在顏色比較領(lǐng)域受過(guò)訓(xùn)練的專家級(jí)彩色觀測(cè)者來(lái)評(píng)估參考數(shù)字圖像。
本發(fā)明還有一個(gè)目標(biāo)是提供一種如上所述的方法，其中比較步驟包括把數(shù)字圖像的至少一部分與實(shí)際參考目標(biāo)進(jìn)行比較。
本發(fā)明還有一個(gè)目標(biāo)是提供一種如上所述的方法，其中判別顏色校正處理包括CMYK減色法校正處理。
本發(fā)明還有一個(gè)目標(biāo)是提供一種如上所述的方法，其中調(diào)整步驟包括調(diào)整數(shù)字圖像的至少一種顏色，使其與實(shí)際參考目標(biāo)的相應(yīng)顏色更好地匹配。
本發(fā)明還有一個(gè)目標(biāo)是提供一種如上所述的方法，其中調(diào)整步驟包括如果比較步驟判定參考數(shù)字圖像的至少一種顏色過(guò)青，采用減少青色，增加品紅色和黃色，增加紅色，以及減少綠色和藍(lán)色其中一種方法。
本發(fā)明還有一個(gè)目標(biāo)是提供一種如上所述的方法，其中調(diào)整步驟包括如果比較步驟判定參考數(shù)字圖像的至少一種顏色過(guò)藍(lán)，采用增加黃色，減少青色和品紅色，減少藍(lán)色，以及增加紅色和綠色其中一種方法。
本發(fā)明還有一個(gè)目標(biāo)是提供一種如上所述的方法，其中調(diào)整步驟包括如果比較步驟判定參考數(shù)字圖像的至少一種顏色過(guò)綠，采用增加品紅色，減少青色和黃色，減少綠色，以及增加紅色和藍(lán)色其中一種方法。
本發(fā)明還有一個(gè)目標(biāo)是提供一種如上所述的方法，其中調(diào)整步驟包括如果參考數(shù)字圖像的至少一種顏色過(guò)亮，減少中性色的密度，如果參考數(shù)字圖像至少一種顏色過(guò)暗，增加中性色的密度。
本發(fā)明還有一個(gè)目標(biāo)是提供一種如上所述的方法，其中調(diào)整步驟包括如果比較步驟判定參考數(shù)字圖像的至少一種顏色過(guò)紅，采用增加青色，減少品紅色和黃色，減少紅色，以及增加綠色和藍(lán)色其中一種方法。
本發(fā)明還有一個(gè)目標(biāo)是提供一種如上所述的方法，其中調(diào)整步驟包括如果比較步驟判定參考數(shù)字圖像的至少一種顏色過(guò)品紅，采用減少品紅色，增加青色和黃色，增加綠色，以及減少紅色和藍(lán)色其中一種方法。
本發(fā)明還有一個(gè)目標(biāo)是提供一種如上所述的方法，其中調(diào)整步驟包括如果比較步驟判定參考數(shù)字圖像的至少一種顏色過(guò)黃，采用減少黃色，增加青色和品紅色，增加藍(lán)色，以及減少紅色和綠色其中一種方法。
本發(fā)明還有一個(gè)目標(biāo)是提供一種如上所述的方法，其中調(diào)整步驟包括如果參考數(shù)字圖像的至少一種顏色過(guò)亮，減少中性色的密度，如果參考數(shù)字圖像的至少一種顏色過(guò)暗，增加中性色的密度。
本發(fā)明還有一個(gè)目標(biāo)是提供一種如上所述的方法，其進(jìn)一步包括在評(píng)估步驟之前校準(zhǔn)觀測(cè)環(huán)境。
本發(fā)明還有一個(gè)目標(biāo)是提供一種如上所述的方法，其中校準(zhǔn)步驟包括校準(zhǔn)監(jiān)視器。
本發(fā)明還有一個(gè)目標(biāo)是提供一種如上所述的方法，其中校準(zhǔn)監(jiān)視器包括把監(jiān)視器的背景色設(shè)置成淺中性灰色，根據(jù)監(jiān)視器類型設(shè)置監(jiān)視器的硬件白色點(diǎn)的色溫，然后校準(zhǔn)監(jiān)視器的對(duì)比度、亮度、灰度、彩色平衡以及監(jiān)視器的白色點(diǎn)。
本發(fā)明還有一個(gè)目標(biāo)是提供一種如上所述的方法，其中監(jiān)視器包括索尼特麗瓏Multiscan E400監(jiān)視器，且該監(jiān)視器的硬件白色點(diǎn)設(shè)置成大約開氏9300度的色溫。
本發(fā)明還有一個(gè)目標(biāo)是提供一種如上所述的方法，其中校準(zhǔn)觀測(cè)環(huán)境包括設(shè)置環(huán)境照明。
本發(fā)明還有一個(gè)目標(biāo)是提供一種如上所述的方法，其中環(huán)境照明設(shè)置成漫射日光彩色特征圖的開氏6000到7000度之間。
本發(fā)明還有一個(gè)目標(biāo)是提供一種如上所述的方法，其中環(huán)境照明設(shè)置成約為漫射日光彩色特征圖的開氏6550度。
本發(fā)明還有一個(gè)目標(biāo)是提供一種如上所述的方法，其進(jìn)一步包括為評(píng)估和調(diào)整步驟定義一組基本評(píng)估色。
本發(fā)明還有一個(gè)目標(biāo)是提供一種如上所述的方法，其中基本評(píng)估色組包括紅色、綠色和藍(lán)色。
本發(fā)明還有一個(gè)目標(biāo)是提供一種如上所述的方法，其中基本評(píng)估色組還包括黃色。
本發(fā)明還有一個(gè)目標(biāo)是提供一種如上所述的方法，其中基本評(píng)估色組包括青色、品紅色和黃色。
本發(fā)明還有一個(gè)目標(biāo)是提供一種如上所述的方法，其中基本評(píng)估色組還包括中性色密度。
本發(fā)明還有一個(gè)目標(biāo)是提供一種如上所述的方法，其中按照客戶提供的一組顏色來(lái)定義基本評(píng)估色組。
本發(fā)明還有一個(gè)目標(biāo)是提供一種如上所述的方法，其中客戶提供的一組色彩包括可標(biāo)識(shí)特定產(chǎn)品的一組顏色。
本發(fā)明還有一個(gè)目標(biāo)是提供一種如上所述的方法，其進(jìn)一步包括根據(jù)至少一種校正色彩組合方法，構(gòu)造用于顏色校正的可重復(fù)過(guò)程。


圖1a是說(shuō)明了CIE XYZ空間的三種彩顏色匹配函數(shù)x，y和z的曲線圖。
圖1b顯示了一種示范性的矩陣乘法，用以計(jì)算白光光源的三色激勵(lì)值(X、Y、Z)。
圖1c是一幅CIE XYZ色度圖。
圖1d是顯示了不同白光光源的SPD的曲線圖。
圖1e是顯示了一種加色混色法的示意圖。
圖1f是顯示了一種減色混色法的示意圖。
圖1g是顯示了一種使用ICC特征圖的彩色變換的示范性方框圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的一種示范性顏色校正處理。
圖3顯示了一種MacBeth Graytag比色檢驗(yàn)卡。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的一種示范性彩色評(píng)估過(guò)程。
圖5顯示了一種減色CMYK彩色模型。
圖6顯示了根據(jù)本發(fā)明的另一種示范性評(píng)估和校正處理。
具體實(shí)施例方式
參見圖2，可以看到一個(gè)流程圖，顯示了根據(jù)本發(fā)明的一種示范性顏色校正處理305的功能。顏色校正處理305在起始步驟310開始，接著是目標(biāo)獲取步驟315，該步驟中獲得參考目標(biāo)的數(shù)字圖像。然后顏色校正處理305繼續(xù)進(jìn)行到校準(zhǔn)步驟320，其中觀測(cè)監(jiān)視器和環(huán)境變量及條件都進(jìn)行校準(zhǔn)和歸一化。然后執(zhí)行評(píng)估步驟325，該步驟中評(píng)估并校正參考目標(biāo)的數(shù)字圖像。使用顏色校正和評(píng)估步驟325的結(jié)果在過(guò)程構(gòu)造步驟330中構(gòu)造一個(gè)用于顏色校正的可重復(fù)過(guò)程。然后顏色校正處理305在退出步驟335處結(jié)束。
如上所述，目標(biāo)獲取步驟315得到參考目標(biāo)的數(shù)字圖像，參考目標(biāo)可以是任何物體、圖片、圖畫等，一旦獲得了參考目標(biāo)的數(shù)字圖像，其能夠和參考目標(biāo)相比較。參考目標(biāo)可能包括如蘇打水罐、蘇打水瓶、商標(biāo)、照片、彩色卡片、猴子等等。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，參考目標(biāo)包括如圖3所示的一個(gè)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的Gretag Macbeth比色檢驗(yàn)卡340。Gretag Macbeth比色檢驗(yàn)器340包括24彩色正方形345，其包括色度梯度350，和從白到黑的灰度級(jí)355。目前認(rèn)為GretagMacbeth比色檢驗(yàn)器340是一個(gè)較好的參考目標(biāo)，因?yàn)樗念伾怯眉兩刂瞥傻摹?4彩色正方形345不僅與其副本顏色相同，而且反射光的可見光譜所有部分也相同。在這種情況下，彩色正方形345在任何照度下并且用任何色彩再現(xiàn)過(guò)程都能與自然物體的顏色相匹配。
任何標(biāo)準(zhǔn)的記錄設(shè)備都可用于獲得數(shù)字圖像，例如數(shù)碼照相機(jī)、便攜式攝像機(jī)或者掃描儀。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中采用了一種眼狀的MF數(shù)碼照相機(jī)盒，該照相機(jī)盒包含了一個(gè)與Rollei X-Act照相機(jī)身相連接的Phillips半導(dǎo)體CCD，該機(jī)身使用了Rodenstock105mm鏡頭，光圈f8，快門速度1/250。
獲取數(shù)字圖像所處環(huán)境的照明條件應(yīng)該進(jìn)行歸一化及校準(zhǔn)，使得彩色密度相同，并減少照相機(jī)濾光和照明條件所引起的高光。如果Gretag Macbeth比色檢驗(yàn)卡340用作參考目標(biāo)，例如可以調(diào)整照度，以使得Gretag Macbeth比色檢驗(yàn)卡340上的白色目標(biāo)測(cè)得在240和253 RGB之間(也就是每種顏色有一個(gè)范圍，例如在0到255之間)。照明例如可以由Hensel Studiotechnik電子閃光設(shè)備提供，色溫基本為開氏5400度，softbox在2300瓦運(yùn)行，能夠?yàn)閰⒖寄繕?biāo)例如GretagMacbeth比色檢驗(yàn)器340提供均勻照明。白色目標(biāo)360例如可以用常規(guī)方法進(jìn)行平衡，例如采用數(shù)碼照相機(jī)內(nèi)封裝的用于獲得數(shù)字圖像的專用軟件。
數(shù)字圖像可以用任意數(shù)字格式記錄，例如pdf，TIF，jpeg，或者專用格式，進(jìn)行壓縮或者未壓縮。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，數(shù)字圖像用TIF格式記錄，且沒有進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮。
目標(biāo)獲取步驟315中獲得了參考目標(biāo)的數(shù)字圖像后，校準(zhǔn)步驟320中對(duì)環(huán)境變量進(jìn)行校準(zhǔn)，從而在評(píng)估步驟325中評(píng)估數(shù)字圖像不會(huì)受背景光條件、監(jiān)視器設(shè)置等的影響。環(huán)境校準(zhǔn)步驟320例如可包括對(duì)觀測(cè)環(huán)境的校準(zhǔn)，其包括評(píng)估數(shù)字圖像的計(jì)算機(jī)監(jiān)視器的校準(zhǔn)。監(jiān)視器校準(zhǔn)例如有助于確保該監(jiān)視器能夠相對(duì)于觀看監(jiān)視器的環(huán)境適當(dāng)?shù)仫@示該數(shù)字圖像。
但是在開始校準(zhǔn)監(jiān)視器之前，監(jiān)視器應(yīng)開啟至少半個(gè)小時(shí)以確保其顯示穩(wěn)定性，之后再進(jìn)行下面所述的觀測(cè)環(huán)境校準(zhǔn)。隨后監(jiān)視器的背景色應(yīng)設(shè)置成淺中性灰色來(lái)防止在校準(zhǔn)監(jiān)視器時(shí)背景光會(huì)干擾觀測(cè)者的彩色感覺。然后監(jiān)視器的硬件白色點(diǎn)溫度應(yīng)根據(jù)使用的監(jiān)視器的類型來(lái)設(shè)置，從而該監(jiān)視器能產(chǎn)生足夠高的色溫，以更好地顯示用于顯示圖像的顏色空間(如sRGB)。例如在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，監(jiān)視器是索尼特麗瓏Multiscan E400監(jiān)視器，其硬件白色點(diǎn)溫度設(shè)置成大約開氏9300度。
此外環(huán)境照度應(yīng)該在監(jiān)視器校準(zhǔn)之前設(shè)置，以保證最佳的監(jiān)視器校準(zhǔn)和彩色評(píng)估。例如環(huán)境照度可設(shè)置在開氏6000到7000度之間(也就是正常漫射日光下的色溫)，例如用美能達(dá)測(cè)色計(jì)IIIF在漫射日光彩色特征圖下測(cè)量得到是大約開氏6500度。這點(diǎn)是很重要的，因?yàn)橛^測(cè)者的眼睛適應(yīng)最亮的光源，而它應(yīng)該是觀測(cè)監(jiān)視器。
設(shè)置了監(jiān)視器的硬件白色點(diǎn)以及校準(zhǔn)了觀測(cè)環(huán)境之后，執(zhí)行監(jiān)視器的校準(zhǔn)。監(jiān)視器校準(zhǔn)例如包括把監(jiān)視器的對(duì)比度、亮度、灰度(中間色調(diào))、色平衡以及白色點(diǎn)校準(zhǔn)到最佳設(shè)置。然后可以用這些設(shè)置來(lái)描述監(jiān)視器的特性或創(chuàng)建一個(gè)特征圖(如ICC特征圖)。為了幫助確定這些最佳設(shè)置，可以使用任意的常規(guī)灰度調(diào)整工具，例如Adobe公司生產(chǎn)的Adobe Photoshop軟件中的Adobe灰度控制面板。
再參看圖2，校準(zhǔn)步驟320之后執(zhí)行顏色校正處理200的評(píng)估步驟325。該步驟中，對(duì)實(shí)際參考目標(biāo)產(chǎn)生的數(shù)字圖像的顏色進(jìn)行評(píng)估，并與實(shí)際參考目標(biāo)本身外觀相比較。評(píng)估步驟過(guò)程中，觀測(cè)環(huán)境應(yīng)該保持著與監(jiān)視器校準(zhǔn)過(guò)程中大致相似，這樣數(shù)字圖像的評(píng)估就不會(huì)受例如照明改變的影響。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例中，評(píng)估步驟325在白光觀測(cè)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)。
評(píng)估過(guò)程是基于把常規(guī)的照片色彩打印評(píng)估再應(yīng)用到監(jiān)視器上所顯示的參考目標(biāo)的數(shù)字圖像。如上所述，c打印機(jī)使用的評(píng)估過(guò)程基于減色合成理論。即這些打印機(jī)使用青色、品紅色和黃色濾光器從白光中“減去”(即濾除)一定波長(zhǎng)的光，從而用于曝光照片相紙。該過(guò)程可用于例如評(píng)估和校正已印好的照相底片，因?yàn)檎掌怯猛獠抗庠磥?lái)曝光，其很容易進(jìn)行濾光調(diào)整。但是目前認(rèn)為由于計(jì)算機(jī)再現(xiàn)彩色方式的原因，上述濾光過(guò)程不能用于彩色計(jì)算機(jī)監(jiān)視器上產(chǎn)生的數(shù)字圖像的評(píng)估和校正。這是因?yàn)橛?jì)算機(jī)監(jiān)視器的每個(gè)像素采用了加色RGB過(guò)程來(lái)產(chǎn)生顏色，為了有效地實(shí)現(xiàn)上述物理減色濾光過(guò)程，需要在每個(gè)計(jì)算機(jī)像素的各個(gè)彩色光源(如紅、綠、藍(lán))上物理放置指定的微型濾光器，這是很不方便的。
雖然如此，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，仍可以使用“減色”評(píng)估和校正處理來(lái)評(píng)估和校正數(shù)字圖像中的色差。根據(jù)該優(yōu)選實(shí)施例，“減色原色”可以“添加”到監(jiān)視器顯示的數(shù)字圖像的色彩中。例如向色彩中添加品紅就增加了品紅色，而不是像照相底片中一樣減去了品紅色。例如可以用一系列RGB加色混合而產(chǎn)生青色、品紅和黃色。
現(xiàn)在參看圖4，可以看到一個(gè)示范性的評(píng)估過(guò)程400，用于執(zhí)行顏色校正處理305中的評(píng)估步驟325。
評(píng)估過(guò)程400在起始步驟405開始，然后繼續(xù)到基本評(píng)估定義步驟410，其中為了進(jìn)行根據(jù)本發(fā)明的顏色校正處理305的評(píng)估及校正，定義了一組基本評(píng)估色。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，紅、綠和藍(lán)色被選為基本評(píng)估色組。另一個(gè)示例性實(shí)施例中，紅、綠、藍(lán)和黃色(RGBY)被選定為基本評(píng)估色組。但是需要意識(shí)到也可以選擇其他的顏色作為基本評(píng)估色組，且基本評(píng)估色組可以包含任意數(shù)量的顏色。例如，可以根據(jù)顧客提供的一組顏色來(lái)選擇基本評(píng)估色系列，如可標(biāo)識(shí)一種特定商品的一組顏色，例如七喜(7-up)綠或者可口可樂(lè)紅。在這種情況下，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性顏色校正處理305能夠保留顧客商品的相似彩色，從而把顏色校正處理305“標(biāo)準(zhǔn)化”為顧客認(rèn)為很重要的特定彩色組，且同樣值得更精確的校正。
評(píng)估彩色定義步驟410中選定了基本評(píng)估色組之后，就執(zhí)行擴(kuò)展步驟415，其中選定基本評(píng)估色組中的一種顏色進(jìn)行擴(kuò)展以符合監(jiān)視器的整個(gè)觀測(cè)表面。在這種情況下，例如計(jì)算機(jī)監(jiān)視器的背景色不會(huì)影響評(píng)估過(guò)程。
接下來(lái)執(zhí)行評(píng)估和校正步驟420，其中對(duì)擴(kuò)展步驟415中選定的基本評(píng)估色進(jìn)行評(píng)估和校正。
然后查詢步驟425確定基本評(píng)估色組中所有顏色是否都已進(jìn)行評(píng)估和校正。如果不是，就在顏色選擇步驟430中選擇基本評(píng)估色組中的一種新顏色，該顏色隨后在評(píng)估和校正步驟420中被評(píng)估和校正。如果是，查詢指出最后一種顏色已經(jīng)被評(píng)估和校正，評(píng)估和校正處理在退出步驟435處結(jié)束。
評(píng)估和校正步驟420用于校正參考目標(biāo)的數(shù)字圖像和實(shí)際參考目標(biāo)本身之間的色差。為此觀測(cè)者，如受過(guò)顏色比較領(lǐng)域訓(xùn)練的專家級(jí)彩色觀測(cè)者，把數(shù)字圖像的至少一部分的顏色和實(shí)際參考目標(biāo)本身相應(yīng)部分的顏色進(jìn)行比較，并調(diào)整數(shù)字圖像彩色部分的顏色使得其與實(shí)際參考目標(biāo)相應(yīng)部分更好地匹配。但是顏色校正不僅要調(diào)整所評(píng)估部分的顏色，而且不能影響參考目標(biāo)的數(shù)字圖像的其他顏色。因此為了保證盡可能最精確的顏色校正，步驟410中選擇的基本評(píng)估色應(yīng)該是參考目標(biāo)的數(shù)字圖像和/或?qū)嶋H參考目標(biāo)本身中存在的顏色，因?yàn)轭伾Ｕ幚韮H調(diào)整步驟410中選擇的顏色。
調(diào)整顏色可以采用判別顏色校正處理來(lái)實(shí)現(xiàn)，例如使用加色RGB、加色RGBY(紅-綠-藍(lán)-黃)、減色CMY和/或減色CMYK的過(guò)程。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例，使用了減色CMYK評(píng)估和校正處理來(lái)校正參考目標(biāo)的數(shù)字圖像和實(shí)際參考目標(biāo)本身之間的色差。為此可參看圖5中的判別CMYK彩色模型510。彩色模型510由觀測(cè)者使用來(lái)評(píng)估顏色，例如參考目標(biāo)的數(shù)字圖像的顏色。彩色模型510同時(shí)顯示加色原色紅515，綠色520和藍(lán)色525，以及相應(yīng)的減色原色青色530，品紅色535和黃色540。另外，模型510顯示了一個(gè)參照中性灰545的灰度圖。
在這種情況下，觀測(cè)者對(duì)步驟410中選定的一種基本評(píng)估色進(jìn)行評(píng)估，例如(紅色)，該顏色也存在于數(shù)字圖像和/或?qū)嶋H參考目標(biāo)本身中。然后觀測(cè)者比較數(shù)字圖像中的(紅色)和實(shí)際參考目標(biāo)相應(yīng)的(紅色)。如果數(shù)字圖像的(紅色)與實(shí)際參考目標(biāo)相應(yīng)的(紅色)相比起來(lái)過(guò)紅的話，觀測(cè)者例如可以使用減色CMYK顏色校正處理向數(shù)字圖像添加青色(或同時(shí)減少品紅和黃色)。減色CMYK評(píng)估和校正處理的校正色彩組合示例性列表如下表

因此，如果數(shù)字圖像中的目標(biāo)顏色過(guò)青而且過(guò)藍(lán)，觀測(cè)者可以用減少青色(-Cy)(為了校正過(guò)青)以及增加黃色(+Yl)(為了校正過(guò)藍(lán))來(lái)校正色差?？蛇x地，為了校正過(guò)青，除了減少青色，觀測(cè)者也可以同時(shí)增加品紅和黃色(+Mg，+Yl)(為了校正過(guò)青)。此外，為了校正過(guò)藍(lán)，除了減少藍(lán)色，觀測(cè)者也可以同時(shí)減少青色和品紅(-Cy，-Mg)(為了校正過(guò)藍(lán))。這導(dǎo)致了使用“減色原色法”CMYK來(lái)校正一種基本評(píng)估色能產(chǎn)生四種選擇a)減少青色以校正過(guò)青以及增加黃色以校正過(guò)藍(lán)(-Cy，+Yl)；b)減少青色以校正過(guò)青以及同時(shí)減少青色和品紅以校正過(guò)藍(lán)(--Cy，-Mg)；
c)同時(shí)增加品紅和黃色以校正過(guò)青以及同時(shí)減少青色和品紅以校正過(guò)藍(lán)(-Cy，+Yl)；以及d)同時(shí)增加品紅和黃色以校正過(guò)青以及增加黃色以校正過(guò)藍(lán)(+Mg，++Yl)。
但是因?yàn)檫x項(xiàng)a)和c)產(chǎn)生了相同的校正色彩組合，為了校正基本評(píng)估色過(guò)青和過(guò)藍(lán)，實(shí)際選擇數(shù)目是三個(gè)。觀測(cè)者例如可以分別執(zhí)行全部三種顏色校正方法，然后選擇看起來(lái)效果更能校正色差的那種校正色彩組合。
需要注意的是判別顏色校正處理應(yīng)該僅校正步驟410中選擇的基本評(píng)估色，以及與步驟410中所選顏色相似的色度梯度。但是顏色校正處理不應(yīng)校正數(shù)字圖像中的其他顏色，例如步驟410中選擇的其他基本評(píng)估色。這樣能夠更好地保證判別顏色校正處理獲得盡可能最好的結(jié)果。為此觀測(cè)者可以用例如Adobe公司的Adobe Photoshop中的選擇色彩調(diào)整來(lái)調(diào)整具有青色、品紅、黃色以及中性色密度(例如黑、白或灰色)的圖像。
現(xiàn)在參看圖6，可以看到一個(gè)圖4的步驟420中示范性的評(píng)估和校正處理600。評(píng)估和校正處理600以青色/紅色查詢步驟605開始，其中觀測(cè)者評(píng)估參考目標(biāo)的數(shù)字圖像，并判斷步驟410中選擇的基本評(píng)估色(參考目標(biāo)的數(shù)字圖像中已經(jīng)存在的顏色)是否過(guò)青、過(guò)紅或者既不過(guò)青也不過(guò)紅。如果觀測(cè)者判定數(shù)字圖像的基本評(píng)估色過(guò)紅，就執(zhí)行品紅/黃色查詢步驟610。可選地，如果觀測(cè)者判定數(shù)字圖像的基本評(píng)估色過(guò)青，就執(zhí)行藍(lán)色/綠色查詢步驟615?；蛘呷绻^測(cè)者判定數(shù)字圖像的基本評(píng)估色既不過(guò)青也不過(guò)紅，就執(zhí)行亮/暗查詢步驟620。
如果觀測(cè)者判定數(shù)字圖像的基本評(píng)估色過(guò)紅，就執(zhí)行品紅/黃色查詢步驟610，其中觀測(cè)者判斷數(shù)字圖像中選擇的基本評(píng)估色是否過(guò)品紅、過(guò)黃或者既不過(guò)品紅也不過(guò)黃。如果觀測(cè)者判定數(shù)字圖像的基本評(píng)估色過(guò)品紅，就執(zhí)行紅色/品紅校正步驟625，其中可以用下列一種選擇來(lái)校正過(guò)量的紅色和品紅

觀測(cè)者例如可以執(zhí)行上述全部三種顏色校正，然后在這三種中選擇看起來(lái)校正色差最好的一種。
可選地，如果觀測(cè)者在品紅/黃色查詢步驟610中判斷出數(shù)字圖像的基本評(píng)估色既過(guò)紅又過(guò)黃，就執(zhí)行紅色/黃色校正步驟630，其中可以用下列一種選擇來(lái)校正過(guò)量的紅色和黃色

觀測(cè)者例如可以執(zhí)行上述全部三種顏色校正，然后在這三種中選擇看起來(lái)校正色差最好的一種。
可選地，如果觀測(cè)者在品紅/黃色查詢步驟610中判斷出數(shù)字圖像的基本評(píng)估色過(guò)紅，但既不過(guò)品紅也不過(guò)黃，就執(zhí)行紅色校正步驟635，其中可以用下列一種選擇來(lái)校正過(guò)量的紅色

觀測(cè)者例如可以執(zhí)行上述兩種顏色校正，然后在這兩種中選擇看起來(lái)校正色差最好的一種。
如果觀測(cè)者在青色/紅色查詢步驟605中判斷數(shù)字圖像的基本評(píng)估色過(guò)青，就執(zhí)行藍(lán)色/綠色查詢步驟615，其中觀測(cè)者判斷數(shù)字圖像中選擇的基本評(píng)估色是否過(guò)藍(lán)、過(guò)綠或者既不過(guò)藍(lán)也不過(guò)綠。如果觀測(cè)者判斷數(shù)字圖像的基本評(píng)估色過(guò)藍(lán)，就執(zhí)行青色/藍(lán)色校正步驟645，其中可以用下列一種選擇來(lái)校正過(guò)量的青色和藍(lán)色

觀測(cè)者例如可以執(zhí)行上述全部三種顏色校正，然后在這三種中選擇看起來(lái)校正色差最好的一種。
可選地，如果觀測(cè)者在藍(lán)色/綠色查詢步驟615中判斷數(shù)字圖像的基本評(píng)估色既過(guò)青又過(guò)綠，就執(zhí)行青色/綠色校正步驟650，其中可以用下列一種選擇來(lái)校正過(guò)量的青色和綠色

觀測(cè)者例如可以執(zhí)行上述全部三種顏色校正，然后在這三種中選擇看起來(lái)校正色差最好的一種。
可選地，如果觀測(cè)者在藍(lán)色/綠色查詢步驟615中判斷數(shù)字圖像的基本評(píng)估色過(guò)青，但既不過(guò)藍(lán)也不過(guò)綠，就執(zhí)行青色校正步驟655，其中可以用下列一種選擇來(lái)校正過(guò)量的青色

觀測(cè)者例如可以執(zhí)行上述兩種顏色校正，然后在這兩種中選擇看起來(lái)校正色差最好的一種。
需要注意的是盡管上述不同的示例性實(shí)施例介紹了幾種用于校正基本評(píng)估色組的色差的特定校正色彩組合，對(duì)于校正一種特定色差有不定數(shù)量的色彩組合，且這些色彩組合可包括一種或多種不定數(shù)量的顏色。因此本發(fā)明不限于上述的色彩組合，而是覆蓋了用于校正步驟410中選擇的任意基本評(píng)估色的色差的任何以及所有校正色彩組合。
執(zhí)行了顏色校正步驟625、630、635、640、645、650、655其中選定的一個(gè)步驟之后，或者如果觀測(cè)者在青色/紅色查詢步驟605中判定數(shù)字圖像中的基本評(píng)估色既不過(guò)紅也不過(guò)青，就執(zhí)行亮/暗查詢步驟620，其中判斷數(shù)字圖像中的基本評(píng)估色是否過(guò)亮或過(guò)暗。如果觀測(cè)者判定數(shù)字圖像中的基本評(píng)估色過(guò)亮，就執(zhí)行亮校正步驟665，其中減少中性色密度來(lái)校正數(shù)字圖像中的基本評(píng)估色過(guò)亮。可選地，如果觀測(cè)者判定數(shù)字圖像中的基本評(píng)估色過(guò)暗，就執(zhí)行暗校正步驟665，其中增加中性色密度來(lái)校正數(shù)字圖像中的基本評(píng)估色過(guò)暗。
可選地，如果觀測(cè)者在亮/暗查詢步驟660中判定數(shù)字圖像中的基本評(píng)估色既不過(guò)亮也不過(guò)暗，評(píng)估和校正處理就在退出步驟675處結(jié)束。
如圖4所示，對(duì)于在評(píng)估定義步驟410中定義的所選顏色組中的每種顏色都執(zhí)行一次步驟420中的評(píng)估和校正處理600。
一旦對(duì)于圖4的步驟410中定義的基本評(píng)估色組中的所有顏色執(zhí)行完評(píng)估和校正處理，圖3的評(píng)估步驟結(jié)束，執(zhí)行構(gòu)造步驟330。構(gòu)造步驟330中構(gòu)造一個(gè)用于顏色校正的可重復(fù)過(guò)程。為此評(píng)估和校正處理600為步驟410中定義的每種顏色所產(chǎn)生的校正色彩組合可以被寫入到一個(gè)校正序列文件中，其可以保存在例如計(jì)算機(jī)的硬盤、軟盤或任何其他常規(guī)存儲(chǔ)介質(zhì)上。可選地，上述校正處理305、600的校正結(jié)果可以用硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)，例如離散邏輯、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)，和/或?qū)Ｓ眉呻娐?ASIC)。但是不管用硬件還是用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，步驟410中定義的每種顏色的校正色彩組合可用于校正任何序列數(shù)字圖像的顏色，例如花、猴子、風(fēng)景等等的數(shù)字圖像。
權(quán)利要求
1.一種用于校正圖像捕捉設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)字圖像的顏色的方法，該方法包括評(píng)估觀測(cè)監(jiān)視器上的實(shí)際參考目標(biāo)的參考數(shù)字圖像；將參考數(shù)字圖像的至少一種顏色與實(shí)際參考目標(biāo)本身的相應(yīng)顏色進(jìn)行比較；如果參考數(shù)字圖像的該至少一種顏色與實(shí)際參考目標(biāo)本身的相應(yīng)顏色不相同，使用判別顏色校正處理來(lái)調(diào)整參考數(shù)字圖像的該至少一種顏色，所述判別顏色校正處理產(chǎn)生至少一種校正色彩組合；并且根據(jù)該至少一種校正色彩組合來(lái)校正數(shù)字圖像的顏色。
2.如權(quán)利要求1中所述的方法，其中評(píng)估步驟包括對(duì)參考數(shù)字圖像中的至少一種顏色中的選定顏色進(jìn)行擴(kuò)展，以符合監(jiān)視器的整個(gè)觀測(cè)平面。
3.如權(quán)利要求1中所述的方法，其中評(píng)估步驟包括由在顏色比較領(lǐng)域受過(guò)訓(xùn)練的專家級(jí)顏色觀測(cè)者來(lái)評(píng)估參考數(shù)字圖像。
4.如權(quán)利要求1中所述的方法，其中比較步驟包括把數(shù)字圖像的至少一部分與實(shí)際參考目標(biāo)進(jìn)行比較。
5.如權(quán)利要求1中所述的方法，其中判別顏色校正處理包括CMYK減色校正處理。
6.如權(quán)利要求1中所述的方法，其中調(diào)整步驟包括調(diào)整數(shù)字圖像的至少一種顏色，使其與實(shí)際參考目標(biāo)的相應(yīng)顏色更好地匹配。
7.如權(quán)利要求1中所述的方法，其中如果比較步驟判斷參考數(shù)字圖像的至少一種顏色過(guò)青，調(diào)整步驟包括減少青色、同時(shí)增加品紅和黃色、增加紅色，以及同時(shí)減少綠色和藍(lán)色其中的一種方法。
8.如權(quán)利要求7中所述的方法，其中如果比較步驟判斷參考數(shù)字圖像的至少一種顏色過(guò)藍(lán)，調(diào)整步驟包括增加黃色，同時(shí)減少青色和品紅，減少藍(lán)色，以及同時(shí)增加紅色和綠色其中的一種方法。
9.如權(quán)利要求7中所述的方法，其中如果比較步驟判斷參考數(shù)字圖像的至少一種顏色過(guò)綠，調(diào)整步驟包括增加品紅、同時(shí)減少青色和黃色、減少綠色，以及同時(shí)增加紅色和藍(lán)色其中的一種方法。
10.如權(quán)利要求7中所述的方法，其中調(diào)整步驟包括如果參考數(shù)字圖像的至少一種顏色過(guò)亮，減少中性色密度，以及如果參考數(shù)字圖像的至少一種顏色過(guò)暗，增加中性色密度中的一種方法。
11.如權(quán)利要求1中所述的方法，其中如果比較步驟判斷參考數(shù)字圖像的至少一種顏色過(guò)紅，調(diào)整步驟包括增加青色、同時(shí)減少品紅和黃色、減少紅色，以及同時(shí)增加綠色和藍(lán)色其中的一種方法。
12.如權(quán)利要求11中所述的方法，其中如果比較步驟判斷參考數(shù)字圖像的至少一種顏色過(guò)品紅，調(diào)整步驟包括減少品紅、同時(shí)增加青色和黃色、增加綠色，以及同時(shí)減少紅色和藍(lán)色其中的一種方法。
13.如權(quán)利要求11中所述的方法，其中如果比較步驟判斷參考數(shù)字圖像的至少一種顏色過(guò)黃，調(diào)整步驟包括減少黃色、同時(shí)增加青色和品紅、增加藍(lán)色，以及同時(shí)減少紅色和綠色其中的一種方法。
14.如權(quán)利要求11中所述的方法，其中調(diào)整步驟包括如果參考數(shù)字圖像的至少一種顏色過(guò)亮，減少中性色密度，以及如果參考數(shù)字圖像的至少一種顏色過(guò)暗，增加中性色密度中的一種方法。
15.如權(quán)利要求1中所述的方法，還包括在評(píng)估步驟之前校準(zhǔn)觀測(cè)環(huán)境。
16.如權(quán)利要求15中所述的方法，其中校準(zhǔn)步驟包括校準(zhǔn)監(jiān)視器。
17.如權(quán)利要求16中所述的方法，其中監(jiān)視器的校準(zhǔn)包括a)把監(jiān)視器的背景色設(shè)置成淺中性灰色，b)根據(jù)監(jiān)視器的類型設(shè)置監(jiān)視器的硬件白色點(diǎn)的色溫，以及c)校準(zhǔn)監(jiān)視器的對(duì)比度、亮度、灰度、色平衡以及白色點(diǎn)。
18.如權(quán)利要求17中所述的方法，其中監(jiān)視器包括索尼特麗瓏Multiscan E400監(jiān)視器，且該監(jiān)視器的硬件白色點(diǎn)被設(shè)置為大約開氏9300度的色溫。
19.如權(quán)利要求15中所述的方法，其中觀測(cè)環(huán)境的校準(zhǔn)包括設(shè)置環(huán)境照明。
20.如權(quán)利要求19中所述的方法，其中環(huán)境照明被設(shè)置為漫射日光彩色特征圖的開氏6000到7000度之間。
21.如權(quán)利要求20中所述的方法，其中環(huán)境照明被設(shè)置為漫射日光彩色特征圖的大約開氏6500度。
22.如權(quán)利要求1中所述的方法，還包括為評(píng)估和調(diào)整步驟定義一組基本評(píng)估色。
23.如權(quán)利要求22中所述的方法，其中基本評(píng)估色組包括紅色、綠色和藍(lán)色。
24.如權(quán)利要求22中所述的方法，其中基本評(píng)估色組還包括黃色。
25.如權(quán)利要求22中所述的方法，其中基本評(píng)估色組包括青色、品紅和黃色。
26.如權(quán)利要求25中所述的方法，其中基本評(píng)估色組還包括中性色密度。
27.如權(quán)利要求22中所述的方法，其中按照用戶提供的一組顏色確定基本評(píng)估色組。
28.如權(quán)利要求27中所述的方法，其中用戶提供的一組顏色包括可標(biāo)識(shí)特定產(chǎn)品的一組顏色。
29.如權(quán)利要求1中所述的方法，還包括根據(jù)至少一種校正色彩組合為顏色校正構(gòu)造一個(gè)可重復(fù)過(guò)程。
全文摘要
一種用于校正圖像捕捉設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)字圖像的顏色的方法。該方法包括評(píng)估觀測(cè)監(jiān)視器上的實(shí)際參考目標(biāo)的參考數(shù)字圖像；將參考數(shù)字圖像的至少一種顏色與實(shí)際參考目標(biāo)本身的相應(yīng)顏色進(jìn)行比較；如果參考數(shù)字圖像的該至少一種顏色與實(shí)際參考目標(biāo)本身的相應(yīng)顏色不相同，使用判別顏色校正處理來(lái)調(diào)整參考數(shù)字圖像的該至少一種顏色，判別顏色校正處理產(chǎn)生至少一種校正色彩組合；并且根據(jù)該至少一種校正色彩組合來(lái)校正數(shù)字圖像的顏色。
文檔編號(hào)G06K9/00GK1723715SQ03824426
公開日2006年1月18日 申請(qǐng)日期2003年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月20日
發(fā)明者邁克爾·L.·貝文斯, 布雷登·查特曼, 亞當(dāng)·斯泰德利, 詹姆斯·E.·格雷漢姆 申請(qǐng)人:翠貝卡映像實(shí)驗(yàn)公司