視覺無損的動(dòng)態(tài)cmyk圖像轉(zhuǎn)換方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及的是一種圖像處理領(lǐng)域的技術(shù)，具體是一種將屬于RGB、CIELAB等顏 色空間的圖片以視覺無損方式轉(zhuǎn)換到動(dòng)態(tài)CMYK圖像中K值的方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] CMYK又稱為印刷色彩模式，即打印機(jī)等硬件所使用的標(biāo)準(zhǔn)圖像格式。它與RGB相 比有一個(gè)很大的不同：RGB模式是一種發(fā)光的色彩模式，在光線昏暗的地方仍然能夠看到 屏幕上的內(nèi)容；CMYK是一種依靠反光的色彩模式，它需要有外界光源才能通過反光為人眼 所看見。例如我們在黑暗的地方時(shí)無法看見報(bào)紙上的內(nèi)容的，因?yàn)閳?bào)紙打印時(shí)采用的就是 CMYK顏色空間。
[0003] 由RGB、CIELAB等顏色空間到CMYK顏色空間的轉(zhuǎn)換并不是唯一的，且要受制于硬 件自身的限制，所以現(xiàn)行的方法是使用硬件配套的ICCprofile中的轉(zhuǎn)換表進(jìn)行靜態(tài)轉(zhuǎn)換。 然而，靜態(tài)轉(zhuǎn)換的性能較差，在諸如節(jié)省墨水、平均墨水的使用等方面表現(xiàn)都不甚理想。
[0004] 對于RGB顏色空間中的某一個(gè)給定顏色，其對應(yīng)了CMYK顏色空間中的多種顏色， 這多種顏色的區(qū)別主要體現(xiàn)在K通道的值不同。對于CMYK顏色空間，K用來表示C、M、Y三 個(gè)顏色通道混合后的結(jié)果，因此可以減少C、M、Y通道的部分值并增加K顏色通道的值（反 之亦然）來生成RGB顏色空間中相同的顏色。然而，K顏色通道代表著黑色，該顏色通道的 值越大，則畫面中像素會(huì)越接近于一個(gè)黑色的點(diǎn)，若K顏色通道的值過大，即使對應(yīng)的RGB 顏色空間中的顏色相同，其呈現(xiàn)的結(jié)果會(huì)產(chǎn)生顆粒感，從而影響視覺效果。在靜態(tài)轉(zhuǎn)換方法 中，為了避免出現(xiàn)這種顆粒感的情況，因此轉(zhuǎn)換使用的策略相對保守。綜上，靜態(tài)轉(zhuǎn)換的效 果不盡如人意。
[0005] 經(jīng)過對現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，中國專利文獻(xiàn)號CN103065290A公開（公告）日 2013. 04. 24,公開了一種在照片中校正膚色的裝置和方法，該裝置包括：設(shè)置模塊，用于設(shè) 置拍攝的照片中人物膚色色度區(qū)間以及默認(rèn)膚色；拍照模塊，用于拍攝照片，以及存儲(chǔ)照 片緩存；識(shí)別模塊，用于對照片中的皮膚區(qū)域進(jìn)行識(shí)別；處理模塊，用于控制以上各個(gè)模塊 用于控制以上各個(gè)模塊，并將經(jīng)過識(shí)別模塊識(shí)別后的圖像數(shù)據(jù)的色度空間轉(zhuǎn)換到Y(jié)CbCr空 間，對色度Cb、Cr進(jìn)行膚色校正處理。但該技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)輸入圖像數(shù)據(jù)的色度空間轉(zhuǎn)換到 CMYK空間。
[0006] 中國專利文獻(xiàn)號0附694490公開（公告）日2005.11.09，公開了一種變換數(shù)字 彩色圖像的方法、設(shè)備和計(jì)算機(jī)程序，該技術(shù)把其像素具有顏色值的第一數(shù)字彩色圖像變 換為其像素具有變換后的顏色值的第二數(shù)字彩色圖像，所述顏色值定義在選定的彩色空間 中，所述方法包括以下步驟：形成用于所述第一數(shù)字彩色圖像的簇，從而將預(yù)定類別的像素 分成所述選定的彩色空間內(nèi)的特定簇，其特征在于所述方法還包括以下步驟：把特定簇中 的像素的顏色值變換為屬于與所述選定的彩色空間中所述特定簇關(guān)聯(lián)的預(yù)定區(qū)域的變換 后的顏色值，所述預(yù)定區(qū)域由同一預(yù)定類別的記憶色構(gòu)成。但該技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換圖 像并且得到視覺無損的圖像。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提出一種視覺無損的動(dòng)態(tài)CMYK圖像轉(zhuǎn)換 方法及系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)由RGB轉(zhuǎn)換到CMYK空間的動(dòng)態(tài)無損轉(zhuǎn)換。
[0008] 本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0009] 本發(fā)明首先通過加權(quán)熵過濾器區(qū)分出RGB圖像中的平滑和不平滑區(qū)域，然后計(jì)算 出每個(gè)像素為皮膚區(qū)域的概率，即皮膚估計(jì)區(qū)域，最后經(jīng)雙向?yàn)V波和導(dǎo)向?yàn)V波后得到轉(zhuǎn)換 后相對優(yōu)化的CMYK圖像。
[0010] 所述的加權(quán)摘過濾器（weightedentropyfilter)是指：在j：商過濾器的基礎(chǔ)上添 加具有高斯均值的加權(quán)系數(shù)。
[0011] 所述的皮膚估計(jì)區(qū)域是由皮膚區(qū)域估計(jì)算法（skinprobabilityalgorithm)，該 算法記載于SebastianLangeandMartinMiddendorf等在 "Skin-sensitiveAutomatic ColorCorrection(針對膚色敏感的自動(dòng)色彩調(diào)整方法）"中對于皮膚區(qū)域的估計(jì)方式，用 來估算圖像中的像素為皮膚區(qū)域的概率。
[0012] 所述的雙向?yàn)V波和導(dǎo)向?yàn)V波通過計(jì)算活躍區(qū)域后，得到經(jīng)處理后的圖像。
[0013] 所述的活躍區(qū)域中包含像素是否平滑的信息以及像素是否為皮膚的信息，通過以 輸入圖像為參照，恢復(fù)出活躍區(qū)域的邊緣信息。
[0014] 本發(fā)明涉及一種實(shí)現(xiàn)上述方法的系統(tǒng)，包括：加權(quán)熵過濾器、皮膚估計(jì)單元、雙向 濾波器以及導(dǎo)向?yàn)V波器，其中：加權(quán)熵過濾器與雙向?yàn)V波器與導(dǎo)向?yàn)V波器皮膚估計(jì)單元共 同作用處理源圖像的色彩空間。 技術(shù)效果
[0015] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明優(yōu)化效果包括：
[0016] 1)生成的CMYK四個(gè)顏色通道的總和盡可能小，即打印時(shí)最省墨水；
[0017] 2)生成的CMYK四個(gè)顏色通道中某個(gè)通道的值盡可能少，即為了克服打印時(shí)某種 顏色的墨水余量較少的問題；
[0018] 3)生成的CMYK四個(gè)顏色通道的值盡可能平均，即打印時(shí)盡可能使四種墨水的消 耗量相同。
【附圖說明】
[0019] 圖1為本發(fā)明流程圖。
[0020] 圖2為實(shí)例輸入原圖。
[0021] 圖3為實(shí)例經(jīng)加權(quán)熵過濾器處理后的圖像。
[0022] 圖4為實(shí)例經(jīng)皮膚區(qū)域估計(jì)后得到的圖像。
[0023] 圖5為實(shí)例的活躍區(qū)域圖。
[0024] 圖6為動(dòng)態(tài)CMYK轉(zhuǎn)換結(jié)果圖。
[0025] 圖7為動(dòng)態(tài)CMYK轉(zhuǎn)換結(jié)果柱狀圖。
[0026] 圖8為靜態(tài)CMYK轉(zhuǎn)換結(jié)果圖。
[0027] 圖9為靜態(tài)CMYK轉(zhuǎn)換結(jié)果柱狀圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 下面對本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行 實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施 例。 實(shí)施例1
[0029] 如圖1所示，本實(shí)施例包括以下步驟：
[0030] 第一步、將RGB圖像經(jīng)加權(quán)商過濾器（weightedentropyfilter)處理，得到加權(quán) 摘區(qū)域（weightedentropymap)，即為了過濾j：商過濾結(jié)果中變化較小的像素，設(shè)計(jì)加權(quán)過 濾，具體為：
[0031]E= -Eie [c^^XhiXlogOO,其中屯為圖像像素的熵值，加權(quán)系數(shù)w= 1-G(mean(Np)，8)，G是變量為8的高斯均值（NP)。
[0032] 第二步、皮膚估計(jì)區(qū)域（skinprobabilitymap)，即像素為皮膚區(qū)域的概率
\其中：（c，h)是像素（色彩，色度）值，以。=33，yh= 53，〇 c= 25，〇 h= 25〇
[0033] 第三步、雙向?yàn)V波和導(dǎo)向?yàn)V波，運(yùn)用Matlab編寫函數(shù)文件實(shí)現(xiàn)。
[0034]3. 1)計(jì)算活躍區(qū)域（activitymap)，由于活躍區(qū)域的質(zhì)地平滑，而非活躍區(qū)域的 質(zhì)地不平滑，因此根據(jù)前述步驟得到的加權(quán)熵區(qū)域和皮估計(jì)區(qū)域得到活躍區(qū)域（activity map)，具體步驟為：
[0035] 3. 1. 1計(jì)算每個(gè)像素點(diǎn)的活躍水平
：，其中：E為加權(quán) 熵，w為加權(quán)系數(shù)。
[0036] 3. 1. 2計(jì)算每個(gè)像素點(diǎn)的活躍水平乘子（activitylevelmultiplier):
實(shí)中：s是P(skin，c，h)以0. 71的平均值且標(biāo)準(zhǔn)偏差為0. 19的標(biāo)準(zhǔn) 化；
[0037] 3. 1. 3 計(jì)算活躍區(qū)域（activity map) :as=smX a
[0038] 3.2)根據(jù)activitymap計(jì)算每個(gè)像素點(diǎn)的目標(biāo)K值，該目標(biāo)K值可以保證像素 在沒有顆粒感的情況下取到盡可能大的值ktmgrt = (1-a)kdefault+aXmin(Mg (dg)，(4))，其 中：a為設(shè)置的常量，a值小于1 ;M(d)代表像素點(diǎn)的平滑度值。
[0039] 3. 3)進(jìn)行動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換，具體為：
[0040] 求解以下優(yōu)化問題的解：
[0041]min||T(c，m，y，k)_(l，a，b) ||
[0042]min||ktarget-k||
[0043] 其中：T為CMYK的最大值。
[0044] 該問題的解可以滿足動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換的結(jié)果中K取到盡可能大的值，從而使轉(zhuǎn)換結(jié)果中 C、M、Y、K四個(gè)通道值得和盡可能小。
[0045] 第四步、添加目標(biāo)min(AT(c，m，y，k))或者min(c)則可以使轉(zhuǎn)換結(jié)果中四個(gè)顏 色通道的值盡可能平均或者盡可能減少某個(gè)顏色通道的值。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種視覺無損的動(dòng)態(tài)CMYK圖像轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，首先通過加權(quán)熵過濾器區(qū)分 出RGB圖像中的平滑和不平滑區(qū)域，然后計(jì)算出每個(gè)像素為皮膚區(qū)域的概率，即皮膚估計(jì) 區(qū)域，最后經(jīng)雙向?yàn)V波和導(dǎo)向?yàn)V波后得到轉(zhuǎn)換后相對優(yōu)化的CMYK圖像。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，所述的加權(quán)熵過濾器是指：在熵過濾器的基 礎(chǔ)上添加具有高斯均值的加權(quán)系數(shù)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，所述的區(qū)分，具體是指：將RGB圖像經(jīng)加 權(quán)熵過濾器處理，得到加權(quán)熵區(qū)域，即為了過濾熵過濾結(jié)果中變化較小的像素，設(shè)計(jì)加 權(quán)過濾，即E= -EieK^^WiXhiXlogOii)，其中屯為圖像像素的j：商值，加權(quán)系數(shù)w= 1-G(mean(Np)，8)，G是變量為8的高斯均值（NP)。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，所述的像素為皮膚區(qū)域的概率其中：（c，h)是像素（色彩，色度）值，yc= 33，yh= 53，〇 c= 25，〇 h= 25〇5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，所述的雙向?yàn)V波和導(dǎo)向?yàn)V波，具體包括以下 步驟： 3. 1)計(jì)算活躍區(qū)域，根據(jù)加權(quán)熵區(qū)域和皮估計(jì)區(qū)域得到活躍區(qū)域； 3. 2)根據(jù)活躍區(qū)域計(jì)算每個(gè)像素點(diǎn)的目標(biāo)K值，ktmget= (l-a)kdefault+aXmin(Mg(dg)， Mi汍)），其中：a為設(shè)置的常量，a值小于1 ;M(d)代表像素點(diǎn)的平滑度值； 3. 3)進(jìn)行動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換，即求解以下優(yōu)化問題的解：min| |T(c，m，y，k)-(l，a，b) | min| |ktarget_k| 其中：T為CMYK的最大值，該問題的解滿足動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換的結(jié)果中K取到盡可能大的值，從 而使轉(zhuǎn)換結(jié)果中C、M、Y、K四個(gè)通道值得和盡可能小。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征是，所述的步驟3. 1包括： 3. 1. 1計(jì)算每個(gè)像素點(diǎn)的活躍水平其中：E為加權(quán)熵，w為加權(quán)系數(shù)； 3. 1. 2計(jì)算每個(gè)像素點(diǎn)的活躍水平乘子：其中：s是P(skin，c，h) 以0. 71的平均值且標(biāo)準(zhǔn)偏差為0. 19的標(biāo)準(zhǔn)化； 3. 1. 3計(jì)算活躍區(qū)域：as=smXa。7. -種實(shí)現(xiàn)上述任一權(quán)利要求所述方法的系統(tǒng)，其特征在于，包括：加權(quán)熵過濾器、皮 膚估計(jì)單元、雙向?yàn)V波器以及導(dǎo)向?yàn)V波器，其中：加權(quán)熵過濾器與雙向?yàn)V波器與導(dǎo)向?yàn)V波器 皮膚估計(jì)單元共同作用處理源圖像的色彩空間。
【專利摘要】一種圖像處理領(lǐng)域的視覺無損的動(dòng)態(tài)CMYK圖像轉(zhuǎn)換方法及系統(tǒng)，首先通過加權(quán)熵過濾器區(qū)分出RGB圖像中的平滑和不平滑區(qū)域，然后計(jì)算出每個(gè)像素為皮膚區(qū)域的概率，即皮膚估計(jì)區(qū)域，最后經(jīng)雙向?yàn)V波和導(dǎo)向?yàn)V波后得到轉(zhuǎn)換后相對優(yōu)化的CMYK圖像。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)由RGB轉(zhuǎn)換到CMYK空間的動(dòng)態(tài)無損轉(zhuǎn)換。
【IPC分類】G06T3/00
【公開號】CN104992401
【申請?zhí)枴緾N201510386734
【發(fā)明人】盛斌, 張雨, 陳超
【申請人】上海交通大學(xué)
【公開日】2015年10月21日
【申請日】2015年6月30日