專利名稱：一種計(jì)算機(jī)輸入設(shè)備的色彩模型自動(dòng)建立及轉(zhuǎn)換方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于色彩管理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種計(jì)算機(jī)輸入設(shè)備的色彩模型自動(dòng)建立及轉(zhuǎn)換方法。
背景技術(shù)：
常用的計(jì)算機(jī)輸入設(shè)備包括掃描儀、數(shù)碼相機(jī)等，它們所用的色彩空間均為RGB色彩空間，CIELAB色彩空間是國際照明委員會(huì)定義的一種與設(shè)備無關(guān)的，且感知均勻的色彩空間。色彩管理是通過將顏色從計(jì)算機(jī)輸入設(shè)備的色彩空間RGB轉(zhuǎn)換到設(shè)備無關(guān)色彩空間，再從設(shè)備無關(guān)色彩空間轉(zhuǎn)換到顯示設(shè)備或輸出設(shè)備的色彩空間，以達(dá)到顏色從輸入設(shè)備到輸出設(shè)備傳輸時(shí)失真最小的目的。常用的設(shè)備無關(guān)色彩空間為CIELAB色彩空間，常用的用于建立計(jì)算機(jī)輸入設(shè)備色彩模型的色靶為IT8.7/2。IT8.7/2色靶是相紙類材料制成的，由上部的彩色塊區(qū)域、下部的灰階塊區(qū)域、環(huán)繞四周的中性灰邊，以及位于下方灰邊上色靶制作者的信息組成，其中彩色塊區(qū)域包含264個(gè)小色塊，每個(gè)小色塊的CIELAB值由色靶的制作者以文件方式給出，作為建立RGB到CIELAB色彩模型的關(guān)于CIELAB的樣本點(diǎn)數(shù)據(jù)，而作為建立RGB到CIELAB色彩模型的關(guān)于RGB的樣本點(diǎn)數(shù)據(jù)，即每個(gè)小色塊的RGB值，則必須由某種輸入設(shè)備掃描或拍攝IT8.7/2色靶，將其數(shù)字化為數(shù)字圖像，然后，一般由要用該色靶建立色彩模型的使用者，在Photoshop等軟件中查看IT8.7/2色靶數(shù)字圖像中每個(gè)小色塊的RGB值，手工記下彩色塊區(qū)域中264個(gè)小色塊的RGB值，再與色靶制造者提供的各小色塊對應(yīng)的CIELAB值一起，采用某種方法建立該輸入設(shè)備的色彩模型。一般色彩空間轉(zhuǎn)換的色彩模型建立方法有多項(xiàng)式回歸法、三維查表插值法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、模糊邏輯法等幾類，其中，三維查表插值法由于對色彩空間進(jìn)行分割，因此可以提高呈非線性關(guān)系的色彩模型的精度，但是如果建立三維查找表的樣本點(diǎn)在不規(guī)則空間并且不規(guī)則分布，則查表時(shí)很難在查找表中找出包含待轉(zhuǎn)換顏色點(diǎn)的三維幾何體的頂點(diǎn)來進(jìn)行插值以完成色彩的轉(zhuǎn)換，而IT8.7/2色靶被掃描儀或數(shù)碼相機(jī)數(shù)字化為數(shù)字圖像后，它包含的264個(gè)小色塊的RGB值呈不規(guī)則分布，所構(gòu)成的輸入設(shè)備的色域空間也呈不規(guī)則狀，因此，用IT8.7/2色靶建立計(jì)算機(jī)輸入設(shè)備的色彩模型時(shí)，采用三維查表法會(huì)面臨查表不易的困難；多項(xiàng)式回歸算法因其實(shí)現(xiàn)過程比較簡單，是采用IT8.7/2色靶建立掃描儀RGB到CIELAB色彩模型的常用方法，但是由于計(jì)算機(jī)輸入設(shè)備在將色彩信息數(shù)字化時(shí)，會(huì)將理想的由O到255的R、G、B構(gòu)成的三維立方體空間變換為非規(guī)則的三維色域空間，并且設(shè)備RGB與CIELAB之間存在著非線性關(guān)系，因此用一組多項(xiàng)式方程定義計(jì)算機(jī)輸入設(shè)備的整個(gè)RGB色域空間與CIELAB空間的關(guān)系，其色彩模型的精度難以滿足實(shí)際應(yīng)用的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種計(jì)算機(jī)輸入設(shè)備的色彩模型自動(dòng)建立及轉(zhuǎn)換方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中采用手工獲取IT8.7/2色靶的RGB樣本點(diǎn)數(shù)據(jù)，再采用三維查表法在非規(guī)則空間中查表，步驟繁瑣不易實(shí)施，以及用一組多項(xiàng)式方程建立計(jì)算機(jī)輸入設(shè)備色彩轉(zhuǎn)換模型精度不高的問題。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種計(jì)算機(jī)輸入設(shè)備的色彩模型自動(dòng)建立及轉(zhuǎn)換方法，該方法按照以下步驟實(shí)施:步驟1:對于計(jì)算機(jī)輸入設(shè)備采集的完整的IT8.7/2色靶數(shù)字圖像，分割其彩色塊區(qū)域中各小色塊，自動(dòng)獲取各小色塊的RGB色彩值，建立輸入設(shè)備RGB與CIELAB的查找表；步驟2:分割輸入設(shè)備RGB與CIELAB查找表中R、G、B的最大最小值所構(gòu)成的設(shè)備RGB色域空間，建立RGB子空間及其RGB到CIELAB的色彩模型；步驟3:判定計(jì)算機(jī)輸入設(shè)備采集的數(shù)字圖像的像素所在的RGB子空間，根據(jù)子空間的色彩模型轉(zhuǎn)換該像素的RGB值到對應(yīng)的CIELAB的各分量值。本發(fā)明的有益效果是，通過對計(jì)算機(jī)輸入設(shè)備采集的IT8.7/2色靶數(shù)字圖像的自動(dòng)分割，建立設(shè)備的RGB與CIELAB的查找表以及RGB色域空間，對建立的設(shè)備RGB色域空間進(jìn)行有效分割，構(gòu)建RGB子空間以及根據(jù)精度要求為每個(gè)子空間建立RGB到CIELAB的多項(xiàng)式回歸色彩模型；在轉(zhuǎn)換時(shí)，對計(jì)算機(jī)輸入設(shè)備所采集圖像的各像素R、G、B值，根據(jù)RGB子空間的分割規(guī)則，可快速定位像素所在的RGB子空間及其對應(yīng)的色彩模型，進(jìn)行色彩轉(zhuǎn)換，使得該方法在建立計(jì)算機(jī)輸入設(shè)備色彩模型時(shí)能夠自動(dòng)完成，并且進(jìn)行設(shè)備所采集圖像的RGB到CIELAB轉(zhuǎn)換時(shí)，精度和速度能夠同時(shí)滿足實(shí)際應(yīng)用的需要。


圖1是本發(fā)明方法所采用的完整的IT8.7/2色靶示意圖；圖2是本發(fā)明方法通過計(jì)算機(jī)輸入設(shè)備采集的IT8.7/2色靶圖像彩色塊區(qū)域中各小色塊的分割示意圖；圖3是本發(fā)明方法所采用的設(shè)備RGB色彩空間的R軸、G軸、B軸的分割示意圖；圖4是本發(fā)明方法實(shí)施過程中的第η個(gè)RGB子空間示意圖。圖中，1.ΙΤ8.7/2色靶的彩色塊區(qū)域，2.ΙΤ8.7/2色靶的灰階塊區(qū)域。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。本發(fā)明的計(jì)算機(jī)輸入設(shè)備的色彩模型自動(dòng)建立及轉(zhuǎn)換方法，具體按照以下步驟實(shí)施:步驟1:對于計(jì)算機(jī)輸入設(shè)備采集的完整的ΙΤ8.7/2色靶數(shù)字圖像，分割其彩色塊區(qū)域中各小色塊，自動(dòng)獲取各小色塊的RGB色彩值，建立輸入設(shè)備RGB與CIELAB的查找表。設(shè)置掃描儀或數(shù)碼相機(jī)的分辨率為其最大光學(xué)分辨率，以彩色模式掃描或拍攝ΙΤ8.7/2色靶，對所采集的并且完整的色靶數(shù)字圖像進(jìn)行灰度化處理，見圖1，包括ΙΤ8.7/2色靶的彩色塊區(qū)域I和ΙΤ8.7/2色靶的灰階塊區(qū)域2，參照公式(I):Y=0.212671*R+0.715160*G+0.072169*B (I)其中R、G、B分別為彩色色靶圖像每個(gè)像素的R、G、B值，Y為處理后的色靶圖像像
素的灰度值，
如圖2所示，設(shè)色靶灰度圖像的高和寬分別為和H和W，對色靶灰度圖像從第一行
開始由上向下按行掃描到行，將每行像素的灰度值相加，選擇行和最小值所在行作為彩
色塊區(qū)域的行起始邊界，記為start ;從|丑處按行向下掃描到行,將每行像素的灰度值
相加，選擇行和最小值所在行作為彩色塊區(qū)域的行結(jié)束邊界，記為end ;對色靶灰度圖像從第一列開始由左向右按列掃描到+F，掃描的起始行力|丑，結(jié)束行為end，將每列像素的
灰度值相加，選擇列和最小值所在列作為彩色塊區(qū)域的列起始邊界，記為Istart ;從|^$
處按列向右掃描到W列，掃描的起始行為I//，結(jié)束行為end，將每列像素的灰度值相加，選
擇列和最小值所在列作為彩色塊區(qū)域的列結(jié)束邊界，記為lend，計(jì)算彩色塊區(qū)域各小色塊的高h(yuǎn)和寬W，參照公式(2):
權(quán)利要求
1.一種計(jì)算機(jī)輸入設(shè)備的色彩模型自動(dòng)建立及轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，該方法按照以下步驟實(shí)施: 步驟1:對于計(jì)算機(jī)輸入設(shè)備采集的完整的IT8.7/2色靶數(shù)字圖像，分割其彩色塊區(qū)域中各小色塊，自動(dòng)獲取各小色塊的RGB色彩值，建立輸入設(shè)備RGB與CIELAB的查找表；步驟2:分割輸入設(shè)備RGB與CIELAB查找表中R、G、B的最大最小值所構(gòu)成的設(shè)備RGB色域空間，建立RGB子空間及其RGB到CIELAB的色彩模型； 步驟3:判定計(jì)算機(jī)輸入設(shè)備采集的數(shù)字圖像的像素所在的RGB子空間，根據(jù)子空間的色彩模型轉(zhuǎn)換該像素的RGB值到對應(yīng)的CIELAB的各分量值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)輸入設(shè)備的色彩模型自動(dòng)建立及轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，所述的步驟I中，具體按照以下步驟實(shí)施: 設(shè)置掃描儀或數(shù)碼相機(jī)的分辨率為其最大光學(xué)分辨率，以彩色模式掃描或拍攝IT8.7/2色靶，對所采集的并且完整的色靶數(shù)字圖像進(jìn)行灰度化處理，參照公式(I):Y=0.212671噸+0.715160*6+0.072169祁 (I) 其中R、G、B分別為彩色色靶圖像每個(gè)像素的R、G、B值，Y為處理后的色靶圖像像素的灰度值， 設(shè)色靶灰度圖像的高和寬分別為和H和W，對色靶灰度圖像從第一行開始由上向下按行掃描到行，將每行像素的灰度值相加，選擇行和最小值所在行作為彩色塊區(qū)域的行起始邊界，記為start ;從|丑處按行向下掃描到 丑行,將每行像素的灰度值相加,選擇行和最小值所在行作為彩色塊區(qū)域的行結(jié)束邊界，記為end ;對色靶灰度圖像從第一列開始由左向右按列掃描到:，掃描的起始行為，結(jié)束行為end，將每列像素的灰度值相加，選 Ii3擇列和最小值所在列作為彩色塊區(qū)域的列起始邊界，記為Istart ;從|^#處按列向右掃描到W列,掃描的起始行為，結(jié)束行為end,將每列像素的灰度值相加,選擇列和最小值所在列作為彩色塊區(qū)域的列結(jié)束邊界，記為lend， 計(jì)算彩色塊區(qū)域各小色塊的高h(yuǎn)和寬W，參照公式(2):.
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)輸入設(shè)備的色彩模型自動(dòng)建立及轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，所述的步驟2，具體按照以下步驟實(shí)施: 根據(jù)步驟I查找表中的；^、^^:^,!^^，…，264，分別找出其最小值和最大值，記為 ,對R、G、B三個(gè)坐標(biāo)軸在各自的最小、最大值之間進(jìn)行5級等間距分割，其間距計(jì)算公式根據(jù)下式(7)進(jìn)行計(jì)算:..., M Rrmx —Rrmn + I
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)輸入設(shè)備的色彩模型自動(dòng)建立及轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，所述的步驟3，具體按照以下步驟實(shí)施: 由掃描儀掃描或數(shù)碼相機(jī)拍攝圖像，對圖像像素的R、G、B值，分別確定其在R軸的分割區(qū)間位置nR，在G軸的分割區(qū)間位置nG，以及在B軸的分割區(qū)間位置nB，由下式(12)計(jì)算:
全文摘要
本發(fā)明公開的一種計(jì)算機(jī)輸入設(shè)備的色彩模型自動(dòng)建立及轉(zhuǎn)換方法，步驟包括對于計(jì)算機(jī)輸入設(shè)備采集的完整的IT8.7/2色靶數(shù)字圖像，分割其彩色塊區(qū)域中各小色塊，自動(dòng)獲取各小色塊的RGB色彩值，建立輸入設(shè)備RGB與CIELAB的查找表；分割輸入設(shè)備RGB與CIELAB查找表中R、G、B的最大最小值所構(gòu)成的設(shè)備RGB色域空間，建立RGB子空間及其RGB到CIELAB的色彩模型；判定計(jì)算機(jī)輸入設(shè)備采集的數(shù)字圖像的像素所在的RGB子空間，根據(jù)子空間的色彩模型轉(zhuǎn)換該像素的RGB值到對應(yīng)的CIELAB的各分量值。本發(fā)明的色彩模型自動(dòng)建立及轉(zhuǎn)換方法，步驟簡單，精度顯著提高。
文檔編號G06T7/40GK103106670SQ20131001499
公開日2013年5月15日 申請日期2013年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月16日
發(fā)明者胡濤, 馬沖聰, 范彩霞, 陳亞軍 申請人:西安理工大學(xué)