专利名称：一种基于查表法的反向色彩空间转换方法
技术领域：
本发明属于色彩管理技术领域，涉及一种从CIEI>a*b*设备无关色彩空间到设备 色彩空间的转换方法，具体涉及一种基于查表法的反向色彩空间转换方法。
背景技术：
设备色彩空间主要有两种，一种是扫描仪及显示器对应的RGB色彩空间，另一种 是彩色打印机或印刷机对应的CMY (或CMYK)色彩空间。CIEL*a*b*色彩空间是国际照明委 员会定义的一种与设备无关的，且感知均勻的色彩空间。一般称设备色彩空间向CIEIA^b* 色彩空间的转换为正向转换，而CIEL*a*b*色彩空间向设备色彩空间的转换为反向转换。基于ICC的色彩管理通过将颜色从一台设备的色彩空间转换到设备无关色彩空 间，再从设备无关色彩空间转换到另一台设备的色彩空间，以达到颜色在不同设备之间传 输时失真最小的目的。常用的设备无关色彩空间为CIEL*a*b*色彩空间，因此CIEL*a*b* 色彩空间到设备色彩空间转换是色彩管理的核心问题之一，转换的精度和速度决定了转换 方法能否满足实际需求。常用的色彩空间转换方法有多项式回归法、三维查表插值法、神经网络法、模糊逻 辑法等几类，其中，三维查表插值法是广泛使用的一种方法。使用三维查表插值法做设备色 彩空间向CIEL*a*b*设备无关色彩空间转换即正向变换时，一般是将RGB(或CMY)设备色 彩空间分割为若干规则排列的小立方体子空间，每个小立方体8个顶点的RGB值和测量得 到的对应的CIEL*a*b*值构成查找表的数据项，因此，当任意给定一个RGB颜色点时，能够 容易的在查找表中找到该颜色点所在的小立方体子空间，及其8个顶点的RGB值和对应的 CIEL*a*b*值，继而通过三维插值得到该RGB颜色点对应的CIEL*a*b*值，该方法转换速度 快，且精度可以随着查找表中数据项的增加而提高，从而满足实用需求。但使用三维查表插 值法做CIEI>a*b*设备无关色彩空间向设备色彩空间转换即反向变换时，当任意给定一个 CIEI>a*b*颜色点时，由于这两类色彩空间的非线性关系，查找表中的CIEL*a*b*测量数据 是无规则排列的，因此很难在查找表中找出包含该CIEL*a*b*颜色点的不规则六面体，及 其8个顶点的CIEUi^b*值和对应的RGB值，并进行插值计算得出设备色彩空间的RGB颜色 值。针对三维查表插值法的不足，相继提出了一些改进算法，如预测查找方法、立方体迭代 方法和反向查找方法等。预测查找方法是将CIEIA^b*色彩空间用IAfh*色彩空间来代替， 通过对明度、彩度和色调的调整，迭代得出满足色差要求的RGB值，但通过迭代计算出指定 精度的RGB值需要大量时间；立方体细分迭代方法是通过迭代细分待转换CIEI>a*b*值对 应RGB值所在的立方体集的方法得到在给定色差允值范围之内的RGB值，通过迭代得到指 定精度的RGB值，转换速度慢；反向查找方法是通过寻找待转换CIEIA^b*值对应的8个相 邻点，利用一种插值和迭代相结合的方法找到较准确的RGB值，但该方法在寻找CIEL*a*b* 对应的8个相邻点和通过迭代计算指定精度的RGB值时需要大量的时间。目前针对查找表 插值做反向变换的改进方法转换精度可以满足需求，但由于在进行变换时大都采用了迭代 算法而使得色彩空间转换的速度变慢，难以满足实际应用的需要。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于查表法的反向色彩空间转换方法，解决了现有采用 三维查表插值法反向变换时的查表不易、转换速度慢的问题，在进行转换时，既能保持转换 精度又能使得转换速度满足实用要求。本发明所采用的技术方案是，一种基于查表法的反向色彩空间转换方法，具体按 照以下步骤实施步骤1 建立设备色彩空间到CIEL*a*b*色彩空间的查找表；步骤2 根据步骤1得到的查找表中的CIEL*a*b*数据，分割CIEL*a*b*空间，建 立自定义子空间查找表；步骤3 根据步骤2得到的自定义子空间查找表，计算CIEI>a*b*子空间的几何中 心；步骤4 根据步骤1得到的查找表及步骤3得到的CIEL*a*b*子空间的几何中心， 获取CIEI>a*b*子空间的建模数据；步骤5 根据步骤4得到的CIEI>a*b*子空间的建模数据，建立CIEI>a*b*子空间 的多项式转换模型；步骤6:根据步骤2得到的自定义子空间查找表，确定给定待转换点所在的 CIEL*a*b* 子空间；步骤7 根据步骤5得到的CIEL*a*b*子空间的多项式转换模型及步骤6得到的 给定待转换点所在的CIEL*a*b*子空间，计算给定待转换点对应的设备空间的颜色值，实 现CIEL*a*b*色彩空间到设备色彩空间的转换。本发明的特点还在于，其中步骤1建立设备色彩空间到CIEL*a*b*色彩空间的查找表，具体按照以下步 骤实施若设备色彩空间为RGB空间，将RGB空间的每个坐标轴M级分割，使用分割点的R、 G、B值在Wiotoshop中制作RGB模式的色靶文件，色靶中包含M*M*M个色块，显示色靶文件 后测量每个色块的CIEL*a*b*值，获得RGB设备色彩空间到CIEL*a*b*色彩空间的查找表 数据，建立查找表；若设备色彩空间为CMYK空间，则在Photoshop中将RGB模式色靶文件转换成CMYK 模式，再读取每个色块的C、Μ、Y、K值，打印色靶文件后测量每个色块的CIEL*a*b*值，获得 CMYK设备色彩空间到CIEL*a*b*色彩空间的查找表数据，建立查找表。其中步骤2分割CIEI>a*b*空间，建立自定义子空间查找表，具体按照以下步骤实 施根据步骤1得到的查找表中的CIEL*a*b*数据，分别找出最小的L值和最大的L 值，并将其整量化，得到Lfflin和Lmax，将CIEI>a*b*空间中L轴从Lfflin到Lfflax的部分以nL个 分割点进行分割，即将CIEI>a*b*空间以L轴的Lmin到Lmax的部分为对象顺序分割为nL_l 层；根据步骤1得到的查找表中的CIEL*a*b*数据，找到a和b共同的最小和最大值， 并将其整量化，得到ABmin和ABmax，分别将CIEI>a*b*空间中的a轴和b轴从ABmin到ABmax的部分以nAB个分割点进行分割，即将CIEI>a*b*空间以a轴的ABmin到ABmax的部分为对象顺 序分割为nAB-1层和以b轴的ABmin到ABmax的部分为对象顺序分割为nAB-1层；从而将CIEL^^b*空间规则分割成(nL-1) (nAB-1) (nAB-1)个矩形体子空间，L轴、 a轴、b轴上的分割点构成了自定义子空间查找表。其中步骤3计算CIEI>a*b*子空间的几何中心，具体按照以下步骤实施根据步骤2得到的自定义子空间查找表，得到每个CIEL*a*b*矩形体子空间的位 置，即子空间的min Li^max Li^min Bi,max a^min h和max bi;计算每个子空间几何中心 点，公式如下CLi = (min Li+max Li) /2Cai = (min aj+max a^/2,Cbi = (min bj+max Ioi) /2其中CLi、Cai, Cbi为第i个CIEL*a*b*子空间几何中心点的CIEL*a*b*值，0 < i 彡(nL-1) (nAB-1) (nAB-1)。其中步骤4获取CIEL*a*b*子空间的建模数据，具体按照以下步骤实施计算步骤3得到的每个CIEI>a*b*子空间的几何中心点的CL^ Cai, Cbi值与步骤 1得到的查找表中的‘ Bj, bj值之间的色差，色差的计算公式如下
权利要求
1.一种基于查表法的反向色彩空间转换方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施步骤1 建立设备色彩空间到CIEL*a*b*色彩空间的查找表；步骤2 根据步骤1得到的查找表中的CIEL*a*b*数据，分割CIEL*a*b*空间，建立自 定义子空间查找表；步骤3 根据步骤2得到的自定义子空间查找表，计算CIEL*a*b*子空间的几何中心；步骤4 根据步骤1得到的查找表及步骤3得到的CIEI>a*b*子空间的几何中心，获取 CIEI>a*b*子空间的建模数据；步骤5 根据步骤4得到的CIEI>a*b*子空间的建模数据，建立CIEI>a*b*子空间的多 项式转换模型；步骤6 根据步骤2得到的自定义子空间查找表，确定给定待转换点所在的CIEL*a*b* 子空间；步骤7 根据步骤5得到的CIEL*a*b*子空间的多项式转换模型及步骤6得到的给 定待转换点所在的CIEL*a*b*子空间，计算给定待转换点对应的设备空间的颜色值，实现 CIEI>a*b*色彩空间到设备色彩空间的转换。
2.根据权利要求1所述的基于查表法的反向色彩空间转换方法，其特征在于，所述的 步骤1建立设备色彩空间到CIEL*a*b*色彩空间的查找表，具体按照以下步骤实施若设备色彩空间为RGB空间，将RGB空间的每个坐标轴M级分割，使用分割点的R、G、B 值在Photoshop中制作RGB模式的色靶文件，色靶中包含M*M*M个色块，显示色靶文件后测 量每个色块的CIEL^^b*值，获得RGB设备色彩空间到CIEI>a*b*色彩空间的查找表数据， 建立查找表；若设备色彩空间为CMYK空间，则在Wwtoshop中将RGB模式色靶文件转换成CMYK模 式，再读取每个色块的C、M、Y、K值，打印色靶文件后测量每个色块的CIEL*a*b*值，获得 CMYK设备色彩空间到CIEL*a*b*色彩空间的查找表数据，建立查找表。
3.根据权利要求1所述的基于查表法的反向色彩空间转换方法，其特征在于，所述的 步骤2分割CIEL*a*b*空间，建立自定义子空间查找表，具体按照以下步骤实施根据步骤1得到的查找表中的CIEL*a*b*数据，分别找出最小的L值和最大的L值，并 将其整量化，得到Lmin和Lmax，将CIEI>a*b*空间中L轴从Lmin到Lmax的部分以nL个分割点 进行分割，即将CIEI>a*b*空间以L轴的Lmin到Lmax的部分为对象顺序分割为nL_l层；根据步骤1得到的查找表中的CIEL*a*b*数据，找到a和b共同的最小和最大值，并将 其整量化，得到ABmin和ABmax，分别将CIEI>a*b*空间中的a轴和b轴从ABmin到ABmax的部分 以nAB个分割点进行分割，即将CIEI>a*b*空间以a轴的ABmin到ABmax的部分为对象顺序分 割为nAB-1层和以b轴的ABmin到ABmax的部分为对象顺序分割为nAB-1层；从而将CIEL*a*b*空间规则分割成(nL-1) (nAB-1) (nAB-1)个矩形体子空间，L轴、a 轴、b轴上的分割点构成了自定义子空间查找表。
4.根据权利要求1所述的基于查表法的反向色彩空间转换方法，其特征在于，所述的 步骤3计算CIEL*a*b*子空间的几何中心，具体按照以下步骤实施根据步骤2得到的自定义子空间查找表，得到每个CIEIA^b*矩形体子空间的位置，即 子空间的min Li^max Li^min Bi,max a^min bi ^P max bp计算每个子空间几何中心点，公 式如下
5.根据权利要求1所述的基于查表法的反向色彩空间转换方法，其特征在于，所述的 步骤4获取CIEL*a*b*子空间的建模数据，具体按照以下步骤实施计算步骤3得到的每个CIEI>a*b*子空间的几何中心点的CL” Cai, Cbi值与步骤1得 到的查找表中的L” a”h值之间的色差，色差的计算公式如下 AEab = JiCLi-Lj)2 + (Cai — O7)2 + (Cbi -bjf,其中 O ≤ j ≤ M*M*M，0 < i ( (nL-1) (nAB-1) (nAB-1)；取出最小的N个色差值在步骤1查找表中所对应的CIEL^^b*值和设备空间颜色值作 为各CIEL*a*b*子空间的建模数据。
6.根据权利要求1所述的基于查表法的反向色彩空间转换方法，其特征在于，所述的 步骤5建立CIEL*a*b*子空间的多项式转换模型，具体按照以下步骤实施从CIEIA^b*到设备色彩空间转换的多项式方程，如下式所示，
7.根据权利要求1所述的基于查表法的反向色彩空间转换方法，其特征在于，所述的 步骤6确定给定待转换点所在的CIEIA^b*子空间，具体按照以下步骤实施对于任意给定 的待转换点的CIEIA^b*值，根据步骤2得到的自定义子空间查找表，查找包含待转换点的 矩形体子空间的位置。
8.根据权利要求1所述的基于查表法的反向色彩空间转换方法，其特征在于，所述的 步骤7计算给定待转换点对应的设备空间的颜色值，具体按照以下步骤实施根据步骤6确 定的给定待转换点所在的CIEL*a*b*子空间以及步骤5建立的该子空间的多项式转换模 型，计算待转换点对应的设备空间颜色值的各个分量，实现CIEI>a*b*色彩空间到设备色 彩空间的转换。
全文摘要
本发明公开的一种基于查表法的反向色彩空间转换方法，具体按照以下步骤实施建立设备色彩空间到CIEL*a*b*色彩空间的查找表；分割CIEL*a*b*空间，建立自定义子空间查找表；计算CIEL*a*b*子空间的几何中心；获取CIEL*a*b*子空间的建模数据；建立CIEL*a*b*子空间的多项式转换模型；确定给定待转换点所在的CIEL*a*b*子空间；计算给定待转换点对应的设备空间的颜色值。本发明基于查表法的反向色彩空间转换方法，解决了现有采用三维查表插值法反向变换时的查表不易、转换速度慢的问题，在进行转换时，既能保持转换精度又能使得转换速度满足实用要求。
文档编号H04N1/60GK102075667SQ20111002856
公开日2011年5月25日 申请日期2011年1月26日 优先权日2011年1月26日
发明者李尧, 李雪娇, 胡涛 申请人:西安理工大学