本申請涉及一種涉及色彩管理中，對測色儀采集的色表測量數(shù)據(jù)采用多維度樣條擬合優(yōu)化的方法及用上述方法得到的數(shù)據(jù)生成iccprofile文件，主要用于色彩輸入、輸出、顯示設(shè)備的顏色轉(zhuǎn)換。

背景技術(shù)：

顏色復(fù)制加工企業(yè)在實(shí)際經(jīng)營中為了在不同的設(shè)備得到準(zhǔn)確一致的顏色，需要進(jìn)行色彩管理。色彩管理的目的是為了實(shí)現(xiàn)不同設(shè)備之間的顏色變換、調(diào)整，達(dá)到呈色的一致性。由于不同的設(shè)備利用不同的顏色空間，呈現(xiàn)在不同設(shè)備上的對象需要進(jìn)行顏色空間的轉(zhuǎn)換，將rgb圖轉(zhuǎn)換為cmyk圖，看起來非常簡單，實(shí)則相當(dāng)復(fù)雜。目前國際上廣泛使用的顏色管理規(guī)范是國際色彩聯(lián)盟(icc)的顏色管理，icc定義了規(guī)范化的參考空間和描述文件(profile)的格式，顏色在設(shè)備間傳遞主要有三個重要步驟:1)設(shè)備校準(zhǔn)、2)設(shè)備特性化、3)顏色轉(zhuǎn)換。

色彩管理其核心是建立設(shè)備顏色空間與設(shè)備無關(guān)的顏色空間(如cielab)之間建立雙向的顏色映射關(guān)系，記錄設(shè)備的色域特性，實(shí)現(xiàn)設(shè)備顏色與設(shè)備無關(guān)的顏色之間的變換，其過程首先要獲得一定數(shù)量色塊相應(yīng)的設(shè)備空間值和三刺激值。常用的方法是，在設(shè)備顏色空間按一定規(guī)律生成顏色色靶，打印機(jī)(如數(shù)碼印花設(shè)備)根據(jù)色靶圖輸出顏色，通過測色儀器測量輸出后的色靶數(shù)據(jù)，得到色靶的設(shè)備無關(guān)的顏色數(shù)據(jù)(如ciexyz、cielab等)。設(shè)備的輸出數(shù)據(jù)目前只能基于測色儀測量實(shí)現(xiàn)，但目前的測量手段限制得到的數(shù)據(jù)存在較大誤差。

其次對于一些需要高精度的顏色復(fù)制加工來說(如紡織數(shù)碼印花中對顏色的飽和度和準(zhǔn)確性要求較高)，標(biāo)準(zhǔn)的cmyk4色墨水已經(jīng)不能滿足，為了提高顏色的豐富程度已經(jīng)大量使用6色、8色打印，設(shè)備顏色空間也相應(yīng)的由3維(rgb)、4維(cmyk)增加到n維(n>4)。隨著設(shè)備顏色空間維度增加，所需測量色靶的數(shù)目也大大增加，其帶來的結(jié)果是測量工作繁重，計算量大，并且相互之間映射關(guān)系更加復(fù)雜，相應(yīng)的誤差也增加，最終導(dǎo)致顏色復(fù)制加工結(jié)果與預(yù)期效果不一致。

尤其在數(shù)碼印花的顏色復(fù)制加工領(lǐng)域中，除了測量儀器和測量方法的誤差外，更大的誤差來自其復(fù)雜的呈色過程--墨點(diǎn)重疊和最大墨量問題，使得打印出來的顏色并不完全遵照顏色的呈色規(guī)律，特別是圖像暗部高墨量部分，顏色跳變嚴(yán)重、甚至出現(xiàn)規(guī)律反演。如果僅用測量來的色靶數(shù)據(jù)直接進(jìn)行設(shè)備特性化，當(dāng)測量數(shù)據(jù)呈色規(guī)律出現(xiàn)跳變和反演時，輸出圖像暗部顏色色光不準(zhǔn)、明暗跳變嚴(yán)重，產(chǎn)生所謂的“色疤”、“敏感色”等問題，測量的數(shù)據(jù)出現(xiàn)較大失真，不符合預(yù)期的混色規(guī)律。

綜上所述色彩管理中對于測量數(shù)據(jù)的優(yōu)化成為一個有待解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本申請解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，而提供一種基于多維度樣條擬合對一堆原始色靶測量數(shù)據(jù)給予優(yōu)化的方法，并應(yīng)用于iccprofile文件構(gòu)建。優(yōu)化后，能夠減少誤差，相比優(yōu)化前的數(shù)據(jù)，優(yōu)化后的數(shù)據(jù)對設(shè)備的顏色特性描述更加準(zhǔn)確，使得打印設(shè)備顏色空間與標(biāo)準(zhǔn)顏色空間的對應(yīng)轉(zhuǎn)換誤差更小。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的主要原理是：在多通道設(shè)備顏色空間中，如果只有單一通道數(shù)據(jù)按比例變化，其他通道保持不變，在設(shè)備顏色空間中形成一條符合線性關(guān)系的線段，則該線段映射到測量顏色空間中，根據(jù)呈色規(guī)律，會形成一條連續(xù)平滑的曲線。因此只要取多通道設(shè)備顏色空間中任一色靶點(diǎn)，在設(shè)備顏色空間中枚舉出所有過該色靶點(diǎn)的顏色線段(簡稱線段，在3維及以上的空間中，過一點(diǎn)可以找出多條線段，例如對于一個3x3x3立方體空間，存在有16條過中心點(diǎn)的3點(diǎn)直線)，然后在測量顏色空間中，判斷上述每條顏色線段上色靶點(diǎn)的對應(yīng)測量點(diǎn)是否落在某一連續(xù)平滑的曲線上，就可以判斷色靶點(diǎn)的測量數(shù)據(jù)是否誤差過大。

由于b樣條曲線具有c^2光滑，且具有局部性，凸包性，幾何不變性等的特征，因此本發(fā)明中的連續(xù)光滑曲線采用b樣條曲線。由于存在以下可能性：顏色線段上色靶點(diǎn)對應(yīng)的測量點(diǎn)在某一維度方向上誤差較大，而在另一維度方向上誤差又較小。因此本發(fā)明采用對顏色線段上色靶點(diǎn)對應(yīng)的測量點(diǎn)在多維度不同方向上進(jìn)行b樣條曲線擬合逼近的方法，求出測量點(diǎn)在多個維度方向上的多個擬合點(diǎn)，根據(jù)擬合點(diǎn)的權(quán)重系數(shù)求出多個維度方向上的優(yōu)化值，推導(dǎo)出測量數(shù)據(jù)在測量空間最大概率接近真值數(shù)據(jù)的優(yōu)化值。

本發(fā)明基于多維度樣條擬合的色彩管理色表測量數(shù)據(jù)優(yōu)化方法的關(guān)鍵步驟：

1、設(shè)計色靶圖。在打印設(shè)備顏色空間中設(shè)計一些色靶關(guān)鍵點(diǎn)，色靶點(diǎn)分兩類:色靶普通點(diǎn)和色靶關(guān)鍵點(diǎn)。由于打印設(shè)備的顏色空間采用cmyk顏色空間，因此色靶普通點(diǎn)為cmyk的不同比例的組合。色靶關(guān)鍵點(diǎn)是選取具有一定代表性的cmyk的不同比例的組合，其代表性指顏色明度極值，飽和度極值，以及灰度等顏色特性信息，屬于色靶點(diǎn)的一部分，構(gòu)建冗余的色靶關(guān)鍵點(diǎn)數(shù)據(jù)，冗余數(shù)在3～5之間，保證關(guān)鍵色靶點(diǎn)在測量儀器測量色靶中能夠多次被測量到，為提高測量時的可靠性，冗余的關(guān)鍵點(diǎn)隨機(jī)均勻分布在色表圖中；

2、打印設(shè)備打印色表圖；

3、利用測色儀測量打印后的色表圖中的每個色塊，得到測量數(shù)據(jù)(未優(yōu)化的標(biāo)準(zhǔn)顏色空間數(shù)據(jù))，包含每個色靶普通點(diǎn)的測量數(shù)據(jù)和冗余的色靶關(guān)鍵點(diǎn)測量數(shù)據(jù)；

4、提取測量數(shù)據(jù)，對于色靶關(guān)鍵點(diǎn)，在冗余的關(guān)鍵點(diǎn)的測量數(shù)據(jù)中去除與該色靶關(guān)鍵點(diǎn)測量數(shù)據(jù)平均值偏差最大的，取余下的平均數(shù)作為關(guān)鍵點(diǎn)測量數(shù)據(jù)(將其視為最大概率接近真值的關(guān)鍵點(diǎn)數(shù)據(jù))，無需再次優(yōu)化，并作為其他色靶普通點(diǎn)測量數(shù)據(jù)的參照基準(zhǔn)。得到所有色靶普通點(diǎn)和已優(yōu)化的色靶關(guān)鍵點(diǎn)數(shù)據(jù)；

5、提取打印設(shè)備顏色空間色靶點(diǎn)特征。在設(shè)備顏色空間中枚舉所有過色靶點(diǎn)的符合線性關(guān)系的顏色線段，記為顏色線段集合，并且記錄每條顏色線段上的測量數(shù)據(jù)；

6、計算色靶普通點(diǎn)測量數(shù)據(jù)的權(quán)重系數(shù)，權(quán)重系數(shù)包含點(diǎn)權(quán)重系數(shù)和線權(quán)重系數(shù)。計算測量數(shù)據(jù)在其中一條顏色線段上的權(quán)重系數(shù)方法如下：求出測量數(shù)據(jù)所在切平面的法向量vi，并求出該線段上的其他測量數(shù)據(jù)的切平面的法向量vn。求出法向量vi與其他法向量vn的夾角。夾角反映出測量數(shù)據(jù)的在該維度方向的偏向和偏向大小。若偏向與線段上其他點(diǎn)的偏向相反，點(diǎn)權(quán)重系數(shù)越小，夾角越小，點(diǎn)權(quán)重系數(shù)越大。線權(quán)重系數(shù)計算方法如下：求該線段上所有測量數(shù)據(jù)的點(diǎn)權(quán)重系數(shù)之和取平均值，計算得到的平均值越大，線權(quán)重系數(shù)也相應(yīng)越大；

7、b樣條曲線擬合逼近。對每一條顏色線段上對應(yīng)的所有測量數(shù)據(jù)進(jìn)行b樣條曲線擬合逼近，通過不斷迭代優(yōu)化使得顏色線段上對應(yīng)所有測量數(shù)據(jù)到b樣條曲線的距離和最小，最后求出測量數(shù)據(jù)在該線段所在維度方向上的擬合點(diǎn)；

8、計算測量數(shù)據(jù)在不同維度方向上的點(diǎn)。重復(fù)步驟5、6、7求出測量數(shù)據(jù)在不同維度方向上的擬合點(diǎn)，根據(jù)不同維度方向上的點(diǎn)權(quán)重系數(shù)，求出測量數(shù)據(jù)在不同維度方向上的優(yōu)化值；

9、計算色靶普通點(diǎn)的最終優(yōu)化值。根據(jù)步驟8所得測量數(shù)據(jù)不同維度方向上的優(yōu)化值和線權(quán)重系數(shù)，求加權(quán)平均值。該值為最大概率接近真值的優(yōu)化后數(shù)據(jù)；

10、重復(fù)步驟5～9，對所有色靶普通點(diǎn)的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化；

11、根據(jù)需要，可以進(jìn)行1-3趟的5-10步驟迭代。

通過上述色彩管理色表測量數(shù)據(jù)優(yōu)化方法得到的優(yōu)化后測量數(shù)據(jù)較好地模擬了打印設(shè)備顏色空間與標(biāo)準(zhǔn)顏色空間的對應(yīng)關(guān)系，可直接依據(jù)這些優(yōu)化后的測量數(shù)據(jù)用于構(gòu)建iccprofile文件。

采用如上技術(shù)方案的發(fā)明，具有以下的優(yōu)點(diǎn)：

1)本發(fā)明在色表的設(shè)計上人為加入冗余的關(guān)鍵色靶點(diǎn)，其目的是對關(guān)鍵色靶點(diǎn)的多次測量，作為其他色靶普通點(diǎn)測量數(shù)據(jù)的參照基準(zhǔn)，減少所有測量數(shù)據(jù)的多次測量，減少重復(fù)打印的人力物力成本，提高效率。

2)本發(fā)明對不可信、失真的數(shù)據(jù)采用b樣條曲線優(yōu)化。通過采用多維度方向擬合逼近，根據(jù)權(quán)重系數(shù)推導(dǎo)出最可信的優(yōu)化值，使得誤差大幅降低。本發(fā)明不僅僅適用于3色顏色空間，對于4色及以上的設(shè)備顏色空間輸出的測量數(shù)據(jù)優(yōu)化同樣有效，通用性強(qiáng)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例iccprofile文件制作方法的流程圖。

圖2為圖1中測量數(shù)據(jù)優(yōu)化的主要流程圖。

圖3為b樣條曲線擬合的示意圖及測量數(shù)據(jù)優(yōu)化前后的效果圖。

具體實(shí)施方式

本專業(yè)基本名稱解釋：

icc：internationalcolorconsortium(國際色彩聯(lián)盟)的縮寫。這個聯(lián)盟由adobesystemsinc.，agfa-gevaertn.v.，applecomputer,inc.，eastmankodakcompany，fogra(honorary)，microsoftcorporation，silicongraphics,inc.，sunmicrosystems,inc.，taligent,inc.組成。它定義了icc的色彩管理規(guī)范，這個縮寫在文章中也表示由國際色彩聯(lián)盟定義的色彩轉(zhuǎn)換方法規(guī)范。

參考空間：是指與設(shè)備無關(guān)的特性連接色空間，顏色傳遞過程是把顏色信息先由源設(shè)備轉(zhuǎn)到一個與設(shè)備無關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)顏色空間(pcs，也稱特征文件連接空間)，再由此顏色空間轉(zhuǎn)到目標(biāo)顏色空間。

iccprofile：是國際色彩聯(lián)盟定義的一種標(biāo)準(zhǔn)化的色彩特征文件。簡單來說就是某一彩色設(shè)備的色彩特性描述的文件，表示了這一特定設(shè)備的色彩描述方式與標(biāo)準(zhǔn)色彩空間的對應(yīng)關(guān)系。iccprofile有七種，分別是輸入、輸出、顯示、驅(qū)動連接、色彩空間轉(zhuǎn)換、專色和絕對profile，一般只用前三種。

色靶：在設(shè)備顏色空間中，根據(jù)顏色通道組合，按一定的規(guī)律形成色靶點(diǎn)分布所形成的數(shù)據(jù)文件。相同的色靶數(shù)據(jù)文件，在不同的設(shè)備上呈現(xiàn)的顏色并不一致，通過測量設(shè)備呈色的標(biāo)準(zhǔn)顏色(ciexyz、cielab等)，就可以建立設(shè)備顏色空間與標(biāo)準(zhǔn)顏色空間之間的映射關(guān)系。

b樣條曲線：是isaacjacobschoenberg創(chuàng)造的，是基(basis)樣條的縮略。是在bezier曲線基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一類曲線，它克服了bezier曲線整體控制性所帶來的不便，b樣條曲線有嚴(yán)格的凸包性，可微性，連續(xù)性，局部可調(diào)性等性質(zhì)。三次b樣條曲線可以依據(jù)四個位置任意的點(diǎn)坐標(biāo)繪制出一條光滑曲線。

下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清晰、完整地描述。實(shí)現(xiàn)過程僅用于說明并不能限制本發(fā)明在實(shí)現(xiàn)色彩管理測量數(shù)據(jù)優(yōu)化方法的范圍。

本發(fā)明通過數(shù)碼印花設(shè)備實(shí)例進(jìn)一步的說明本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)過程，圖1展示了本實(shí)施例的色彩管理生成過程中測量數(shù)據(jù)優(yōu)化的方法及其步驟的流程圖，本發(fā)明具體實(shí)施步驟如下：

步驟1，設(shè)計色表圖，選用4通道色域cmyk顏色空間的設(shè)備，也就是本發(fā)明實(shí)例采用4個維度的設(shè)備顏色空間，記為設(shè)備顏色空間a。色表圖包含色靶普通點(diǎn)和色靶關(guān)鍵點(diǎn)。色靶普通點(diǎn)為cmyk的不同比例的組合，每個通道取6個值，如(0，0，0，0)，(20，0，0，0)，(40，0，0，0)，…(100，0，0，0)等。色靶關(guān)鍵點(diǎn)是選取具有一定代表性的cmyk的不同比例的組合，例如純黑(0，0，0，100)，純白(0，0，0，0)，飽和度最高(100，0，0，0)，(0，100，0，0)，(0，0，100，0)，以及cmyk不同比例且具有特點(diǎn)的組合，例如(100，100，0，0)，(50，0，50，0)，(50，0，0，50)，(0，50，50，0)，(0，100，0，100)，(0，0，100，100)等。本實(shí)例設(shè)置冗余數(shù)為5，并分散均勻分布在色表圖中，保證關(guān)鍵點(diǎn)在色表圖測量中能夠多次被測量到。將色表圖中的不同的設(shè)備空間值(即打印設(shè)備顏色空間色靶點(diǎn)數(shù)據(jù))集合記為in＝{a1，a2，...，ai，...，an}，其中n為色靶中不同設(shè)備值的個數(shù)，ai為打印通道cmyk不同組合的值；

步驟2，數(shù)碼印花設(shè)備打印色表圖；

步驟3，采集色靶普通點(diǎn)數(shù)據(jù)和冗余的色靶關(guān)鍵點(diǎn)數(shù)據(jù)。使用測量儀器測量打印后的色表圖的每個色塊，色塊測量值是標(biāo)準(zhǔn)的lab值；

步驟4，提取測量數(shù)據(jù)，處理冗余的色靶關(guān)鍵點(diǎn)測量數(shù)據(jù)。圖2為本發(fā)明對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行多維度b樣條曲線擬合逼近的方法及其步驟的流程圖，對測量結(jié)果中的冗余關(guān)鍵點(diǎn)數(shù)據(jù)，去除測量關(guān)鍵點(diǎn)中與平均值偏差最大的標(biāo)準(zhǔn)lab值，取余下測量數(shù)據(jù)的平均數(shù)，其平均數(shù)可以視為最大概率接近真值的關(guān)鍵點(diǎn)數(shù)據(jù)，作為色塊測量數(shù)據(jù)可靠性及真實(shí)性的參照基準(zhǔn)。這些色靶關(guān)鍵點(diǎn)數(shù)據(jù)無需再次優(yōu)化。獲得所有色靶普通點(diǎn)測量數(shù)據(jù)和色靶關(guān)鍵點(diǎn)優(yōu)化數(shù)據(jù)的集合out＝{b1，b2，...，bi，...，bn}，其中bi代表對應(yīng)ai點(diǎn)的測量值；

步驟5，對設(shè)備顏色空間a中任一色靶點(diǎn)ai提取設(shè)備顏色空間設(shè)備值特征，在設(shè)備顏色空間a中枚舉所有過ai的符合線性關(guān)系的線段，記為線段集合l＝{l1，l2，...，lj}，其中j過ai的線段總數(shù)，并且記錄每條線段上對應(yīng)的測量數(shù)據(jù)；

步驟6，計算測量數(shù)據(jù)bi在不同維度方向上的權(quán)重系數(shù)，其權(quán)重系數(shù)分為點(diǎn)權(quán)重系數(shù)和線權(quán)重系數(shù)；

第一步，計算點(diǎn)權(quán)重系數(shù)。在測量顏色空間b中，對于步驟5中取得的每條線段上，計算該測量數(shù)據(jù)所在切平面的法向量vi，求出該線段上的其他測量數(shù)據(jù)的切平面的法向量。求法向量vi與其他法向量的夾角。夾角反映出測量數(shù)據(jù)在該線段上的偏向和偏向大小，夾角越大，反映出線權(quán)重系數(shù)越??；

第二步，計算線權(quán)重系數(shù)。對線段上的所有測量數(shù)據(jù)進(jìn)行求點(diǎn)權(quán)重系數(shù)，所有點(diǎn)權(quán)重系數(shù)取平均值為線權(quán)重系數(shù)；

步驟7，對測量數(shù)據(jù)采用b樣條曲線迭代逼近。使得線段上對應(yīng)的所有測量數(shù)據(jù)到b樣條曲線的距離和h最小，

，其中m為該線段上測量數(shù)據(jù)的個數(shù)。求出在單一維度方向上測量數(shù)據(jù)bi在b樣條曲線上的擬合點(diǎn)bi’；

步驟8，根據(jù)步驟5所得結(jié)果重復(fù)步驟6、7求出測量數(shù)據(jù)bi在不同維度方向上的擬合點(diǎn)bi1’，bi2’，…，bij’；

步驟9，根據(jù)權(quán)重系數(shù)求測量數(shù)據(jù)的優(yōu)化值：根據(jù)不同維度方向上的點(diǎn)權(quán)重系數(shù)，求出色靶普通點(diǎn)的測量數(shù)據(jù)在不同維度方向上的優(yōu)化數(shù)據(jù)。將不同維度方向上的優(yōu)化數(shù)據(jù)結(jié)合線權(quán)重系數(shù)求加權(quán)平均值，記為該測量數(shù)據(jù)的最終優(yōu)化數(shù)據(jù)；

步驟10，重復(fù)步驟5、6、7、8、9，對所有色靶普通點(diǎn)測量數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化，再加上步驟4得到的色靶關(guān)鍵點(diǎn)數(shù)據(jù)，得到優(yōu)化后的色表圖測量數(shù)據(jù)集合opt＝{b″1，b″2，...，b″i，...，b″n}；

步驟11，根據(jù)需要，可以對色靶普通點(diǎn)測量數(shù)據(jù)進(jìn)行1-3趟的5-10步驟迭代，圖3示出了b樣條曲線擬合的示意圖及根據(jù)本發(fā)明測量數(shù)據(jù)優(yōu)化前后的效果圖。

最后根據(jù)步驟11得到的優(yōu)化后的數(shù)據(jù)集合opt作為輸出數(shù)據(jù)，創(chuàng)建設(shè)備顏色空間(cmyk)與設(shè)備無關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)顏色空間(cielab)的對應(yīng)關(guān)系。按icc規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)方法(為現(xiàn)有技術(shù))，生成iccprofile文件。

以上所述僅為本發(fā)明較有代表性的實(shí)施例，凡是本發(fā)明的簡單變形或者組合，應(yīng)認(rèn)為落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。