專利名稱：N－色色域構(gòu)建的制作方法
背景技術(shù)：
1.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及彩色重現(xiàn)領(lǐng)域，更特別地，涉及用于構(gòu)建彩色表示媒介物或裝置的色域的方法和設(shè)備。
2.相關(guān)技術(shù)描述人的視覺中彩色的感知起因于由視網(wǎng)膜上的紅色、綠色、和藍(lán)色感光體所感知的光輻射的頻譜分布的組合。感光體把相應(yīng)的編碼信號(hào)--被稱為彩色刺激--提供到大腦，大腦解譯這些信號(hào)，造成彩色的感知。然而，不同的光譜分布可以導(dǎo)致類似的編碼信號(hào)，被稱為同分異構(gòu)(metamerism)現(xiàn)象。許多彩色重現(xiàn)系統(tǒng)利用同分異構(gòu)的原理來把光譜分布呈現(xiàn)到視網(wǎng)膜，導(dǎo)致特定的想要的彩色感知，即使原先的光譜分布不同于重現(xiàn)時(shí)的光譜分布。
在彩色科學(xué)中，編碼信號(hào)被稱為三色刺激值，它們是規(guī)定彩色刺激的三原色的量。Commission Internationale de I’Eclairage(國際照明委員會(huì))(CIE)已在彩色科學(xué)的許多方面進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，以及1931CIE三色刺激值分別被稱為X，Y，Z。對于均勻彩色空間的需要導(dǎo)致CIE1931 XYZ空間的許多非線性變換，以及最后導(dǎo)致這些變換之一的技術(shù)規(guī)范作為CIE 1976(L*a*b*)彩色空間。L*坐標(biāo)代表亮度，它沿一條軸從0(黑色)延伸到100(白色)。另兩個(gè)坐標(biāo)a*和b*分別代表紅色-綠色和黃色-藍(lán)色。對于a*＝b*＝0的樣本是單色的，因此L*軸代表從黑色到白色的單色灰度。
在彩色重現(xiàn)系統(tǒng)中，彩色圖像的重現(xiàn)通常通過使用諸如青藍(lán)、絳紅、和黃色(CMY)或紅、綠和藍(lán)色(RGB)的三個(gè)或多個(gè)彩色分量的組合。例如，在彩色打印時(shí)，黑色(K)也常常加到CMY組，以改進(jìn)深色調(diào)的呈現(xiàn)(CMYK)。數(shù)字成像和計(jì)算機(jī)的進(jìn)展導(dǎo)致數(shù)字圖像的可提供性的急劇的增長，以及彩色印刷中相應(yīng)的進(jìn)步使得有可能使用數(shù)字圖像來精確地呈現(xiàn)真實(shí)的情景。
彩色處理是重大的挑戰(zhàn)，特別是在印刷業(yè)中，其中對于精確地呈現(xiàn)彩色的需要被很好地確立，以及幫助印刷機(jī)達(dá)到這樣的精確性的工具有時(shí)是可得到的。彩色打印過程牽涉到一系列不同的輸出設(shè)備，包括但不限于膠版印刷、曲面印刷、和照相凹版印刷、噴墨打印機(jī)、靜電復(fù)印打印機(jī)、激光打印機(jī)等等。特別地，把不褪色紙張與印刷紙張相匹配常常是關(guān)鍵的任務(wù)，因?yàn)轭櫩屯ǔ?huì)滿意于不褪色的而不會(huì)接受與耐色保證不相配的最后的印刷產(chǎn)品。
已經(jīng)確定，各種具體的輸出設(shè)備具有由被用來重現(xiàn)圖像的染料(例如打印機(jī)上的墨水)確定的色域。色域給彩色空間中彩色表達(dá)系統(tǒng)可以產(chǎn)生彩色的那個(gè)部分劃分邊界。色域可以由一個(gè)矩陣的值所規(guī)定，這些值規(guī)定彩色空間的已劃界部分的邊界。
在處理彩色時(shí)，知道對于具體的設(shè)備的色域的極限或邊界是非常有用的。這些極限典型地是在彩色空間中由色域邊界描述符(GBD)所規(guī)定。GBD可被用來對給定的著色劑組預(yù)測可得到的彩色范圍。在GBD表明原始圖像中的彩色在輸出設(shè)備上是不可得到的場合下，可以采取把“色域外”彩色變換到“色域中”的步驟。這樣的步驟可包括把色域外彩色映射到在GBD上或GBT內(nèi)的彩色的色域映射處理。所使用的特定的色域映射處理可以取決于圖像類型或觀看條件，它典型地包括把色域外彩色重新布置在色域邊界上或色域邊界內(nèi)，以及還可包括對于處在邊界上或邊界內(nèi)的彩色施加色調(diào)校正，以便保留總的色調(diào)分級(jí)。
色域可以通過考慮在可得到的著色劑之間所有可能的相互作用而被構(gòu)建。當(dāng)著色劑數(shù)目增加時(shí)，由于在著色劑之間可能的相互作用的數(shù)目總是快速增加，色域的構(gòu)建變?yōu)閺?fù)雜得多和在計(jì)算上很不經(jīng)濟(jì)。早先的色域構(gòu)建技術(shù)常常為了精度而犧牲速度和反之亦然?；谕雇鈿?Convex Hull)的算法，諸如授權(quán)給Guyler的已公布的美國專利申請序列號(hào)No.2002/0140701 A1中描述的算法，通過對一個(gè)點(diǎn)集的運(yùn)算而逼近色域的形狀，這些點(diǎn)是對彩色補(bǔ)片(patch)進(jìn)行測量而得到的。應(yīng)當(dāng)指出，在其中假設(shè)邊界為凹形的曲率的色域的那些部分中，凸外殼描述將導(dǎo)致重大的誤差。
利用更嚴(yán)格的邊界檢測算法的其它技術(shù)常常是相當(dāng)慢的。這是由于需要對于正向模型進(jìn)行矩陣逆運(yùn)算，使用諸如Newton-Raphson或單向最佳化那樣的技術(shù)來迭代地搜索解。正向模型是一種把墨水組合與彩色相聯(lián)系的數(shù)學(xué)構(gòu)建。另外，這些技術(shù)易于收斂到局部極小值，由此造成各種不精確性。
美國專利5,563,724描述通過把問題分解為六個(gè)四墨水分組的七種墨水打印過程的特征。分開的子色域根據(jù)六個(gè)正向模型的每個(gè)模型而構(gòu)建。然后根據(jù)六個(gè)子色域構(gòu)建超級(jí)色域。這個(gè)過程的缺點(diǎn)在于它把每種顏色限制在最多只能用四種墨水。
因此，需要一種能克服某些上述缺點(diǎn)的用于對一組N種著色劑構(gòu)建色域邊界的系統(tǒng)和方法。
發(fā)明概要本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了用于為在彩色圖像重現(xiàn)系統(tǒng)中使用的多個(gè)著色劑構(gòu)建色域的方法。該方法包括為彩色圖像重現(xiàn)系統(tǒng)建立正向模型，該正向模型表征多個(gè)著色劑的組合與在彩色空間中最終得到的彩色之間的對應(yīng)性。方法還包括生成在著色劑空間中規(guī)定著色劑組合的墨水向量組以及使用正向模型把墨水向量組映射到所述彩色空間。方法還包括選擇規(guī)定色域邊界的映射后的墨水向量組的子組。
方法還可包括識(shí)別在要被重現(xiàn)的彩色圖像中處在色域邊界以外的至少一種顏色。
方法還可包括映射該至少一種經(jīng)識(shí)別的顏色以產(chǎn)生處在色域的邊界上或邊界內(nèi)的彩色。
方法還可包括在彩色圖像重現(xiàn)系統(tǒng)上重現(xiàn)彩色圖像。
建立正向模型可包括在媒體上生成多個(gè)測試補(bǔ)片，每個(gè)測試補(bǔ)片相應(yīng)于各種著色劑的特定組合，以及測量每個(gè)測試補(bǔ)片的彩色值和使彩色值適配于適當(dāng)?shù)幕瘮?shù)。
彩色值可以使用光譜儀來測量。
彩色值可以在CIELAB彩色空間中被測量。
著色劑可包括印刷油墨。
著色劑可包括靜電復(fù)印調(diào)色劑。
生成墨水向量組可包括生成具有兩種著色劑的墨水向量組，這兩種著色劑被允許在它們各自的最小值與最大值之間自由變化，而其余著色劑被固定在最大值或最小值之一。
墨水向量組可包括多個(gè)著色劑的所有的可能的組合。
色域的邊界可以為在所述彩色空間中多個(gè)恒定亮度平面的每個(gè)平面而建立。
方法可包括為每個(gè)恒定亮度平面識(shí)別多個(gè)邊界節(jié)點(diǎn)，以及確定在多個(gè)邊界節(jié)點(diǎn)的相鄰各對之間的多個(gè)插入點(diǎn)。
方法可包括為在所述彩色空間中映射后的墨水向量組的每個(gè)墨水向量建立亮度范圍和識(shí)別具有與恒定亮度平面交截的映射后的墨水向量子組。方法還可包括建立在彩色空間中相應(yīng)于所述交截的節(jié)點(diǎn)組，和選擇規(guī)定色域邊界的節(jié)點(diǎn)組的子組。
多個(gè)著色劑可包括至少三個(gè)著色劑。
多個(gè)著色劑可包括少于八個(gè)著色劑。
按照本發(fā)明的另一方面，提供了由用于指示計(jì)算機(jī)處理器執(zhí)行以上的方法和它的任何變例的代碼來編碼的計(jì)算機(jī)可讀的媒體。
按照本發(fā)明的另一方面，提供了具有多個(gè)著色劑的彩色圖像重現(xiàn)設(shè)備。設(shè)備包括用于在媒體上呈現(xiàn)彩色的輸出裝置，和用于建立彩色圖像重現(xiàn)系統(tǒng)的正向模型的裝置，正向模型表征了在多個(gè)著色劑的組合與在彩色空間中最終得到的彩色之間的對應(yīng)性。設(shè)備還包括用于生成在著色劑空間中規(guī)定著色劑組合的墨水向量組的裝置，以及用于使用正向模型把墨水向量組映射到所述彩色空間的裝置。設(shè)備還包括用于選擇映射后的墨水向量組的子組的裝置，這些墨水向量規(guī)定了彩色圖像重現(xiàn)系統(tǒng)的色域邊界。
設(shè)備還可包括用于識(shí)別在要被重現(xiàn)的彩色圖像中處在色域的邊界以外的至少一種顏色的裝置。
輸出裝置可包括噴墨打印機(jī)，以及著色劑包括噴墨打印流體。
輸出裝置可包括靜電復(fù)印機(jī)，以及著色劑可以是調(diào)色劑。
輸出裝置可包括印刷機(jī)，以及著色劑可以是印刷油墨。
輸出裝置可包括用于產(chǎn)生不褪色的彩色圖像的裝置。
按照本發(fā)明的另一方面，提供了為在彩色圖像重現(xiàn)系統(tǒng)中使用的多種著色劑構(gòu)建色域的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括計(jì)算機(jī)可讀的媒體，在其上存儲(chǔ)著用于指示計(jì)算機(jī)處理器執(zhí)行以下步驟的計(jì)算機(jī)程序?yàn)椴噬珗D像重現(xiàn)系統(tǒng)建立正向模型，正向模型表征了在多個(gè)著色劑的組合與在彩色空間中最終得到的彩色之間的對應(yīng)性；生成在著色劑空間中規(guī)定著色劑組合的墨水向量組；
使用正向模型把墨水向量組映射到所述彩色空間；以及選擇規(guī)定色域邊界的映射后的墨水向量組的子組。
本領(lǐng)域技術(shù)人員在結(jié)合附圖閱讀以下的本發(fā)明的具體的實(shí)施例的說明后將明白本發(fā)明的其它方面和特性。
附圖簡述在顯示本發(fā)明的實(shí)施例的附圖上。


圖1A是CMY彩色立方體的透視圖；圖1B是CMY色域的透視圖；圖2A和圖2B是顯示CMY彩色立方體發(fā)展成CMYK彩色立方體的一系列透視圖；圖3是按照本發(fā)明的實(shí)施例的過程流程圖；圖4A和圖4B是分別用于4著色劑組和6著色劑組的圖形表示；圖5A是在L*＝70時(shí)CMYK墨水向量的著色劑值的圖形表示；圖5B是在L*＝70時(shí)在彩色空間中墨水向量路徑的圖形表示；圖6A是對于CMYK著色劑組的墨水向量組的端點(diǎn)的圖形表示；圖6B是對于把相應(yīng)的端點(diǎn)連接后的CMYK著色劑組的墨水向量組端點(diǎn)的圖形表示；圖6C是對于把相應(yīng)的端點(diǎn)連接后的6-著色劑組的墨水向量組端點(diǎn)的圖形表示；圖7是邊界節(jié)點(diǎn)的示意圖；圖8是在L*＝50時(shí)對于6著色劑系統(tǒng)的色域邊界的圖形表示；以及圖9是本發(fā)明的實(shí)施例的示意圖。
詳細(xì)說明為了了解本發(fā)明，現(xiàn)在結(jié)合附圖作為例子參考以下的詳細(xì)說明，圖上相同的數(shù)字是指類似的結(jié)構(gòu)。
圖1A顯示用于3-墨水CMY硬拷貝呈現(xiàn)墨水組的彩色立方體10。每種墨水由在被稱為著色劑空間的一組正交軸的一個(gè)軸上所表示。立方體的外表面代表平面11，沿該平面允許兩種墨水密度上變化而第三種墨水被固定在最大或最小密度值。立方體10是在著色劑空間中表示的，以及規(guī)定了CMY墨水組在物理上可得到的墨水或著色劑值。在著色劑空間中的平面11可以用墨水向量描述。墨水向量表示哪兩種墨水是自由變化的和哪種墨水被固定在它們的最大或最小值。表1顯示在圖1A的3著色劑CMY例子的六墨水向量組。表1上的“X”表示可自由變化的墨水，而“0”和“1”分別表示被固定在最小值或最大值的墨水。
表1上的每個(gè)墨水向量因此相應(yīng)于圖1A上立方體10的一個(gè)特定的表面平面11。通常，相應(yīng)于特定著色劑空間中各平面的和組合地遵循以上規(guī)定的一組這樣的墨水向量構(gòu)成了給定的N種墨水系統(tǒng)的完整的墨水向量組，其中N是整數(shù)。對于諸如印刷機(jī)的輸出裝置，在大多數(shù)情形下，N將處在3與7之間的范圍，雖然印刷不限于最大值為七種著色劑。
表1
圖1B顯示在CIE L*a*b*彩色空間中CMY著色劑空間到色域12的映射。能簡化彩色空間中色域構(gòu)建的3墨水立方體10的一個(gè)方面在于，在表面平面11上所有的點(diǎn)直接映射到色域12的表面。確定唯一地映射到色域的表面和完全規(guī)定它的墨水向量組，能有助于彩色空間的構(gòu)建。由于CMY墨水組的所有墨水向量組合是與彩色立方體10的外部平面對應(yīng)的，把這些墨水向量經(jīng)由正向模型映射到彩色空間規(guī)定了彩色空間中的色域。
把黑色墨水(K)添加到CMY系統(tǒng)，造成了4墨水系統(tǒng)(CMYK)。概念上，添加黑色墨水可被看作為把CMY立方體變換成12面的十二面體。參照圖2A，CMY立方體14的這種變換可被看作為頂部三個(gè)平面14’從底部三個(gè)平面14”延伸，形成圖2B所示的十二面體16。六個(gè)平行四邊形18形成十二面體16的中間部分，以及K沿平行四邊形的垂直線變化。應(yīng)當(dāng)指出，十二面體16是著色劑空間構(gòu)建--接著進(jìn)行彩色空間中色域的構(gòu)建。正如在CMY系統(tǒng)中立方體10的情形下，在十二面體16的表面平面上所有的墨水映射到色域平面(未示出)，以及完全地規(guī)定了它。嚴(yán)格地說，4墨水系統(tǒng)組合地包含總共24個(gè)墨水向量，如在表2上列出的。
表2
對于CMYK墨水，僅僅墨水向量的一半直接映射到色域的表面。其余墨水向量規(guī)定了映射到色域體積內(nèi)各點(diǎn)的彩色。顯然，當(dāng)構(gòu)建色域邊界時(shí)，必須確定哪些墨水向量映射到邊界和哪些墨水向量映射到色域的里面。對于CMYK的具體的例子，可以作出這樣的假設(shè)，即黑色墨水與其它墨水具有物理上的互相作用而使這些彩色均勻地加深。使用這個(gè)假設(shè)，可以識(shí)別映射到色域的表面和完全地規(guī)定的12個(gè)墨水向量的子集。
在這種情形下，因?yàn)楹谏c其它三種單色墨水所假設(shè)的相互作用的特定性質(zhì)，包括十二面體16的十二個(gè)墨水向量的子集的識(shí)別是可能的。然而，通常，當(dāng)N＞3和添加的墨水和著色劑本身是單色時(shí)，沒有清楚地確定墨水向量的子集的通用方法，這種墨水向量能完全地規(guī)定和只映射到彩色空間中色域的表面。另加的單色墨水具有與特別是在較暗的色調(diào)區(qū)域中的其它墨水復(fù)雜的相互作用，因此它們不容易用物理上的考慮來建模。因此CMYK是N＞3著色劑組的特殊的情形，因?yàn)楹谏砸恢碌姆绞皆谒械纳{(diào)水平下與所有的墨水相互作用，即它使得所有的彩色變暗。
通過構(gòu)建一個(gè)所有組合的表，可以看到，墨水向量的數(shù)目隨N增加而按幾何方式增加。表3列出對于多個(gè)不同的N種著色劑系統(tǒng)的墨水向量的數(shù)目。
表3
N種著色劑色域魯棒的構(gòu)建算法應(yīng)當(dāng)對于包括N種單色墨水和著色劑的N著色劑的任何組合都有效，而不需要如在分析CMYK情形時(shí)所作的關(guān)于墨水的物理上的相互作用的假設(shè)。
圖3顯示按照本發(fā)明的實(shí)施例的、用于構(gòu)建N種著色劑色域的處理流程圖。在第一步驟20，系統(tǒng)的特征在于建立正向模型，把著色劑與顏色相聯(lián)系。對于其中著色劑是墨水的情形，正向模型可以通過對覆蓋設(shè)備控制值范圍的各種墨水組合的測試補(bǔ)片進(jìn)行印刷而得到。每個(gè)測試補(bǔ)片的CIELAB彩色值然后可以通過使用諸如光譜儀或色度儀那樣的彩色測量裝置來測量。最后，通過利用適當(dāng)?shù)幕瘮?shù)創(chuàng)建一個(gè)把著色劑與最終得到的顏色相聯(lián)系的正向模型而把CIELAB彩色值進(jìn)行擬合?；瘮?shù)可以是高階多項(xiàng)式。著色劑的所有的組合，當(dāng)被輸入到正向模型時(shí)，掃出彩色空間的一個(gè)體積，該空間表示裝置或媒體的色域，雖然它不能直接識(shí)別色域邊界。
在步驟21，生成給定的N種著色劑系統(tǒng)的組合的完全的墨水向量組。由于每個(gè)墨水向量規(guī)定了著色劑空間中的平面表面，完全的墨水向量組可以通過識(shí)別兩種自由墨水與被保持在最大值或最小值墨水的其它墨水的所有的組合而得到。
接著在步驟22，確定在組中每個(gè)墨水向量的色調(diào)范圍(L*范圍)。對于每個(gè)墨水向量，自由變化的著色劑被交替地設(shè)置為它們的最大值和最小值，然后通過正向模型進(jìn)行估算以得到色調(diào)范圍。4墨水CMYK系統(tǒng)的24墨水向量的色調(diào)范圍被畫在圖4A所示的曲線，而6墨水的系統(tǒng)則顯示在圖4B上。應(yīng)當(dāng)指出，比起在較淺色調(diào)的區(qū)域(高L*值)，有更多的墨水向量把L*值列在陰影線區(qū)域中(低L*)，因?yàn)楫?dāng)增加墨水以增大已經(jīng)在紙上的墨水量時(shí)，感知的變暗遞增地減弱。
在步驟24，對L*軸選擇方便的量化間隔。這種選擇可以根據(jù)處理過程中最大和最小L*值特性事先作出。根據(jù)這一點(diǎn)，可以開始逐個(gè)平面地構(gòu)建色域，每個(gè)恒定的亮度的平面相應(yīng)于特定的L*量化水平。不必選擇特定的L*作為第一值，但習(xí)慣地要從最低的或最高的L*處開始，并向范圍的相反一端進(jìn)行。
在步驟26，確定與特定的L*平面交截的墨水向量的數(shù)目。圖4A顯示，對于4著色劑CMYK系統(tǒng)，24個(gè)墨水向量中的15個(gè)在L*＝35處交截平面40。如果墨水向量交截L*平面，則這表示，它的自由墨水的數(shù)值存在一定的范圍，這些自由墨水生成在彩色空間各個(gè)點(diǎn)的一個(gè)有限的組，該彩色空間的L*值是所選擇的平面的值。否則，由于墨水向量規(guī)定一個(gè)平面，這個(gè)平面與平面40的交截將是一個(gè)具有兩個(gè)端點(diǎn)的線。
顯然，為了保持L*值為恒定，兩種自由墨水必須按反比變化，即，當(dāng)一種墨水的色調(diào)增加時(shí)，另一種墨水的色調(diào)要減小。圖5A以圖形顯示對于典型的CMYK系統(tǒng)在L*＝70平面上的墨水向量路徑。所畫出的墨水向量是
，它表明M與Y變化而C與K是固定在它們的最小值(在本例中是0)上的。正如圖5A的墨水圖顯示的，這些自由墨水互相之間作相反變化，以便達(dá)到恒定L*的彩色。在路徑的每個(gè)端點(diǎn)，一個(gè)變化的墨水處在它的相對最小值，另一個(gè)墨水處在它的相對最大值，對于每個(gè)橫坐標(biāo)，通過上墨(inking)而產(chǎn)生的L*值為70。端點(diǎn)被表示為50和52。對于交截特定L*平面的每個(gè)墨水向量，墨水向量路徑的端點(diǎn)可以經(jīng)由正向模型在a*b*平面上計(jì)算。在圖5B上，相應(yīng)于圖5A的端點(diǎn)50和52的末端點(diǎn)50’和52’被畫在彩色空間的a*b*平面上。端點(diǎn)50和52是每個(gè)墨水向量在a*b*平面上恒定的L*處描繪的路徑54的終點(diǎn)。應(yīng)當(dāng)指出，在La*b*彩色空間的a*b*平面上端點(diǎn)50’和52’之間的路徑54通常不是直線56，因?yàn)樵诓噬臻g中墨水的物理相互作用常常是非線性的。
在圖4A的CMYK例子中，24墨水向量的完整組中的15個(gè)墨水向量交截L*＝35平面，預(yù)期它產(chǎn)生30個(gè)端點(diǎn)。然而，在畫出這些端點(diǎn)時(shí)如圖6A所示的a*b*平面僅僅出現(xiàn)10個(gè)獨(dú)特的點(diǎn)。如果不是各個(gè)地畫出這些點(diǎn)而是通過圖6B所示以實(shí)線連接成對的點(diǎn)，則立即看到，對于CMYK著色劑組只有10個(gè)獨(dú)特的端點(diǎn)，而且每個(gè)點(diǎn)具有從它發(fā)源的3條線。這些點(diǎn)被稱為節(jié)點(diǎn)。這些節(jié)點(diǎn)在圖3所示的步驟28中被識(shí)別。
對于CMYK情形，每個(gè)節(jié)點(diǎn)具有從它發(fā)出的3條線并把它連接到相鄰的節(jié)點(diǎn)。通常，在N種著色劑系統(tǒng)中給定的節(jié)點(diǎn)具有到其它節(jié)點(diǎn)的N-1個(gè)連接。每個(gè)節(jié)點(diǎn)與它的周圍的鄰居節(jié)點(diǎn)進(jìn)行的這N-1個(gè)連接反映墨水在形成彩色空間中恒定的L*的路徑時(shí)與另外的N-1個(gè)墨水的相互作用。圖6C顯示對于六種著色劑組的與圖6B所示的圖形類似的圖形。應(yīng)當(dāng)注意，每個(gè)節(jié)點(diǎn)這時(shí)具有從它發(fā)出的5條線。色域邊界的粗略的輪廓在圖6B和6C上已經(jīng)是可分辨的(在本例中，對于50的L*值)?？砂压?jié)點(diǎn)分組為2種類別形成色域的外部骨架的那些節(jié)點(diǎn)和處在色域的內(nèi)部的那些節(jié)點(diǎn)。
一旦所有的節(jié)點(diǎn)被識(shí)別，就識(shí)別處在色域邊界上的節(jié)點(diǎn)子集。這些節(jié)點(diǎn)的內(nèi)部連通性簡化了這個(gè)任務(wù)。在圖3的步驟30，確定處在色域邊界的內(nèi)部的a*b*平面上的點(diǎn)。內(nèi)部的點(diǎn)可以對所有的節(jié)點(diǎn)取平均而得到，這在直覺上必定是內(nèi)部的點(diǎn)。
現(xiàn)在參照圖6C，在確定內(nèi)部點(diǎn)60后，可以對于處在色域邊界上的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行第一識(shí)別。計(jì)算在每個(gè)節(jié)點(diǎn)與平均點(diǎn)之間的距離。假設(shè)處在離平均點(diǎn)最遠(yuǎn)的節(jié)點(diǎn)必定是在規(guī)定色域邊界的節(jié)點(diǎn)的子集之內(nèi)。這個(gè)最遠(yuǎn)的節(jié)點(diǎn)在圖3的步驟32被識(shí)別，并在圖6C上用標(biāo)號(hào)62被顯示。
一旦第一邊界節(jié)點(diǎn)62被識(shí)別，就在步驟34確定其余的邊界節(jié)點(diǎn)和它們的可連接性。圖7顯示例如對6墨水系統(tǒng)如何識(shí)別接連的邊界節(jié)點(diǎn)。每個(gè)節(jié)點(diǎn)70具有與相鄰節(jié)點(diǎn)a，b，c，d，和e的5條連接線72。線74被顯示為連接內(nèi)部節(jié)點(diǎn)76與節(jié)點(diǎn)70(內(nèi)部點(diǎn)76可以是平均點(diǎn))。另一條線78畫成垂直于線74。對于下一個(gè)連接節(jié)點(diǎn)的搜索以逆時(shí)針方向進(jìn)行，并且僅僅檢查處在第一與第四象限(80和82)中的那些連接節(jié)點(diǎn)。象限80和82由互相垂直的線74和78規(guī)定。所以，將僅僅考慮節(jié)點(diǎn)c，d，和e。計(jì)算在垂直的線78與每條連接的線72(相應(yīng)于點(diǎn)c，d，和e)之間的角度。在這種情形下，與節(jié)點(diǎn)“e”的連接與垂直線78有最小的角度θ，因此節(jié)點(diǎn)“e”被選擇為邊界節(jié)點(diǎn)。
這個(gè)過程對于每個(gè)接連的識(shí)別的節(jié)點(diǎn)重復(fù)進(jìn)行，直至再次遇到開始的節(jié)點(diǎn)70為止，這時(shí)色域邊界被完全規(guī)定。為了魯棒性，可以以順時(shí)針方向進(jìn)行相同的識(shí)別過程，以驗(yàn)證色域邊界節(jié)點(diǎn)組的完整性。如果它們不一致，則存在誤差條件，必須采取其它補(bǔ)救措施。
這時(shí)，在處理過程中，當(dāng)邊界節(jié)點(diǎn)組被畫出和經(jīng)由直線90被連接時(shí)，可以看到色域邊界的骨架輪廓，如圖8所示。每個(gè)接連的成對的節(jié)點(diǎn)代表如前所述的墨水向量路徑端點(diǎn)。等價(jià)地，每一對節(jié)點(diǎn)映射成唯一的墨水向量。然而，應(yīng)當(dāng)指出，實(shí)際的邊界不一定必須由直線90描述，因?yàn)橹钡浆F(xiàn)在為止我們僅僅使用墨水向量端點(diǎn)。在步驟36，用由用戶認(rèn)為必須的那么多個(gè)中間點(diǎn)計(jì)算全部路徑。這種計(jì)算是藉助于下列事實(shí)，即已經(jīng)知道兩個(gè)自由變化的墨水中的每一個(gè)的初始的和最后的數(shù)值。搜索的特性是一維的，并且精確的種籽是使用線性近似得到的。收斂通常在正向模型的2到4次估值內(nèi)出現(xiàn)。最終得到的邊界規(guī)定對于特定的L*值的色域。
為了完成色域，在步驟38選擇下一個(gè)L*，并重復(fù)進(jìn)行步驟26到38，直至建成全部色域?yàn)橹埂?br> 有利地，本發(fā)明的方法在性質(zhì)上是完全通用性的，并且沒有對各種墨水的性能或墨水之間的全部交互作用作出隱含的假設(shè)。在范圍方面它的計(jì)算量較低，因?yàn)闆]有采用計(jì)算上費(fèi)事的逆運(yùn)算機(jī)制。色域的呈現(xiàn)是十分精確的，因?yàn)橹饕Y(jié)構(gòu)特性已被識(shí)別和被提取。只是在后來才根據(jù)用戶認(rèn)為是必需的密度水平計(jì)算插入點(diǎn)。
在以上的說明中，術(shù)語“墨水”的使用是在把墨水著色劑用于彩色圖像硬拷貝的呈現(xiàn)方面被使用的。然而，本發(fā)明不限于為墨水著色劑構(gòu)建色域，而是可以用在這樣的意義中對任何媒介物可以在上面以視覺表現(xiàn)色彩。這包括，但不限于這樣的裝置，其中著色劑與媒介物本身相聯(lián)系并且媒介物響應(yīng)于某些刺激而作出反應(yīng)從而表示彩色。術(shù)語“墨水向量”因此也應(yīng)當(dāng)被看作為包括其中該著色劑不是墨水的情形。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)意識(shí)到，本發(fā)明可以在諸如圖9所示的那樣的系統(tǒng)中方便地實(shí)施。計(jì)算機(jī)100能夠接收彩色圖像的表示102和輸出圖像到輸出設(shè)備104。計(jì)算機(jī)100也被編程為具有使得輸出設(shè)備104打印具有多個(gè)測試補(bǔ)片107的測試紙106的功能。每個(gè)測試補(bǔ)片107表示著色劑的特定的組合。諸如光譜儀108那樣的彩色測量裝置被耦合到計(jì)算機(jī)。光譜儀被使用來量化在測試補(bǔ)片107上的彩色值以及把這些值輸入到計(jì)算機(jī)100。在光譜儀108由計(jì)算機(jī)100之間的耦合可以是直接接口、間接數(shù)據(jù)傳送(諸如計(jì)算機(jī)可讀的媒介物)、或甚至由操作員人工輸入的鍵盤。一旦輸出設(shè)備具有按照本發(fā)明的特征，系統(tǒng)就可被用來在輸出設(shè)備104上進(jìn)行圖像102的圖像重現(xiàn)110。
計(jì)算機(jī)100具有存儲(chǔ)器122、中央處理單元(CPU)124和典型的貯存裝置，諸如盤單元(硬盤驅(qū)動(dòng)和或CD ROM驅(qū)動(dòng))，允許本發(fā)明用可編程的產(chǎn)品或從網(wǎng)絡(luò)連接126下載到存儲(chǔ)器122來實(shí)施。圖像102從諸如掃描儀或數(shù)碼照相機(jī)(未示出)的輸入設(shè)備而接收，或它可以作為在諸如CD ROM那樣的移動(dòng)存裝置上經(jīng)編碼的數(shù)據(jù)被接收。彩色圖像代表102可以具有任何的各種各樣圖形圖像表示格式，諸如jpeg，png，tiff或任何其它格式。
雖然描述和顯示本發(fā)明的具體實(shí)施例，但這樣的實(shí)施例應(yīng)當(dāng)看作為僅僅是說明本發(fā)明的，而不是限制如按照所附權(quán)利要求解釋的本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種用于為在彩色圖像重現(xiàn)系統(tǒng)中使用的多種著色劑構(gòu)建色域的方法，該方法包括為彩色圖像重現(xiàn)系統(tǒng)建立正向模型，該正向模型的表征在多個(gè)著色劑的組合與在彩色空間中最終得到的彩色之間的對應(yīng)性；生成在著色劑空間中規(guī)定著色劑組合的墨水向量組；使用正向模型把墨水向量組映射到所述彩色空間；以及選擇規(guī)定色域的邊界的映射后的墨水向量組的子組。
2.權(quán)利要求1的方法，還包括識(shí)別在要被重現(xiàn)的彩色圖像中處在該色域的邊界以外的至少一種顏色。
3.權(quán)利要求2的方法，還包括映射該至少一種識(shí)別后的顏色以產(chǎn)生處在色域的邊界上或邊界內(nèi)的彩色。
4.權(quán)利要求3的方法，還包括在彩色圖像重現(xiàn)系統(tǒng)上重現(xiàn)彩色圖像。
5.權(quán)利要求1的方法，其中建立正向模型包括在媒體上生成多個(gè)測試補(bǔ)片，每個(gè)測試補(bǔ)片相應(yīng)于著色劑的一個(gè)特定的組合；測量每個(gè)測試補(bǔ)片的彩色值；以及使彩色值與適當(dāng)?shù)幕瘮?shù)擬合。
6.權(quán)利要求5的方法，其中彩色值通過使用光譜儀被測量。
7.權(quán)利要求6的方法，其中彩色值在CIELAB彩色空間中被測量。
8.權(quán)利要求1的方法，其中著色劑包括打印墨水。
9.權(quán)利要求1的方法，其中著色劑包括靜電復(fù)印調(diào)色劑。
10.權(quán)利要求1的方法，其中生成墨水向量組包括生成具有被允許在它們的各自的最小值與最大值之間自由變化的兩種著色劑的墨水向量組，其余著色劑則固定在最大值或最小值之一，
11.權(quán)利要求10的方法，其中墨水向量組包括多個(gè)著色劑的所有的可能的組合。
12.權(quán)利要求1的方法，其中色域的邊界是為在所述彩色空間中多個(gè)恒定亮度平面中每個(gè)平面而構(gòu)建的。
13.權(quán)利要求12的方法，還包括識(shí)別每個(gè)恒定亮度平面中的多個(gè)邊界節(jié)點(diǎn)，以及確定在多個(gè)邊界節(jié)點(diǎn)中相鄰的成對各點(diǎn)之間的多個(gè)插入點(diǎn)。
14.權(quán)利要求1的方法，還包括為在所述彩色空間中映射后的墨水向量組的每個(gè)墨水向量確立亮度范圍；識(shí)別與恒定亮度平面交截的映射后的墨水向量組；確定在彩色空間中相應(yīng)于所述交截的節(jié)點(diǎn)組；以及選擇規(guī)定色域邊界的節(jié)點(diǎn)組的子組。
15.權(quán)利要求1的方法，其中多個(gè)著色劑包括至少三個(gè)著色劑。
16.權(quán)利要求1的方法，其中多個(gè)著色劑包括少于八個(gè)著色劑。
17.一種由用于指示計(jì)算機(jī)處理器去執(zhí)行權(quán)利要求1的方法的代碼來進(jìn)行編碼的計(jì)算機(jī)可讀媒體。
18.一種用于指示計(jì)算機(jī)處理器去執(zhí)行權(quán)利要求1的方法的代碼來進(jìn)行編碼的計(jì)算機(jī)可讀信號(hào)。
19.一種具有多個(gè)著色劑的彩色圖像重現(xiàn)設(shè)備，設(shè)備包括用于在媒體上呈現(xiàn)彩色的輸出裝置；用于為彩色圖像重現(xiàn)系統(tǒng)建立正向模型的裝置，該正向模型表征在多個(gè)著色劑的組合與在彩色空間中最終得到的彩色之間的對應(yīng)性；用于在著色劑空間中生成規(guī)定著色劑組合的墨水向量組的裝置；用于使用正向模型把墨水向量組映射到所述彩色空間的裝置；以及用于選擇規(guī)定彩色圖像重現(xiàn)系統(tǒng)的色域的邊界的映射后的墨水向量組的子組的裝置。
20.權(quán)利要求19的設(shè)備，還包括用于識(shí)別在要被重現(xiàn)的彩色圖像中處在色域的邊界以外的至少一種顏色的裝置。
21.權(quán)利要求19的設(shè)備，其中輸出裝置包括噴墨打印機(jī)，以及著色劑包括噴墨打印流體。
22.權(quán)利要求19的設(shè)備，其中輸出裝置包括靜電復(fù)印機(jī)，以及著色劑是調(diào)色劑。
23.權(quán)利要求19的設(shè)備，其中輸出裝置包括印刷機(jī)，以及著色劑是印刷油墨。
24.權(quán)利要求19的設(shè)備，其中輸出裝置包括用于產(chǎn)生不褪色的彩色圖像的裝置。
25.一種用于為在彩色圖像重現(xiàn)系統(tǒng)中使用的多種著色劑構(gòu)建色域的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括計(jì)算機(jī)可讀的貯存媒體，它具有被存儲(chǔ)在其上的計(jì)算機(jī)程序以用于指示計(jì)算機(jī)處理器去執(zhí)行以下步驟為彩色圖像重現(xiàn)系統(tǒng)確立正向模型，該正向模型的表征在多個(gè)著色劑的組合與在彩色空間中最終得到的彩色之間的對應(yīng)性；生成在著色劑空間中規(guī)定著色劑組合的墨水向量組；使用正向模型把墨水向量組映射到所述彩色空間；以及選擇規(guī)定色域的邊界映射的墨水向量組的子組。
全文摘要
為彩色圖像重現(xiàn)系統(tǒng)中所使用的多個(gè)著色劑構(gòu)建色域的方法包括建立用于彩色圖像重現(xiàn)系統(tǒng)的正向模型，正向模型表征多個(gè)著色劑的組合與在彩色空間中最終得到的彩色之間的對應(yīng)性。方法還包括生成在著色劑空間中規(guī)定著色劑組合的墨水向量組以及使用正向模型把墨水向量組映射到所述彩色空間。方法還包括選擇規(guī)定色域的邊界的映射的墨水向量組的子組。
文檔編號(hào)B41F13/00GK1946563SQ200580012839
公開日2007年4月11日 申請日期2005年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月23日
發(fā)明者H·博爾 申請人:加拿大柯達(dá)圖形通信公司