色域邊界描述方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種色域邊界描述方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟1，利用球面坐標(biāo)系表示待描述色域；步驟2，將CIELAB標(biāo)準(zhǔn)顏色空間劃分為多個(gè)分區(qū)；步驟3，查找各個(gè)分區(qū)的最外圍顏色樣本點(diǎn)GBD點(diǎn)；步驟4，計(jì)算待映射顏色點(diǎn)P點(diǎn)的球坐標(biāo)值；步驟5，計(jì)算各GBD點(diǎn)在ψ面上的投影點(diǎn)；步驟6，計(jì)算各GBD點(diǎn)在ψ面上的方向角；步驟7，調(diào)整各GBD點(diǎn)的方向角和色相角；步驟8，將GBD點(diǎn)總集劃分為4個(gè)子集；步驟9，在4個(gè)子集內(nèi)分別計(jì)算三角形插值的候選GBD點(diǎn)；步驟10，根據(jù)最小γ值的GBD點(diǎn)和P點(diǎn)的球坐標(biāo)值構(gòu)件顏色點(diǎn)；步驟11，選擇3個(gè)滿足三角形插值的候選GBD點(diǎn)；步驟12，通過三角形插值計(jì)算P點(diǎn)對(duì)應(yīng)的色域邊界點(diǎn)P*；步驟13，計(jì)算其他待映射顏色點(diǎn)對(duì)應(yīng)的色域邊界點(diǎn)。
【專利說明】色域邊界描述方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)圖像處理及色彩管理領(lǐng)域，具體涉及一種彩色圖像及其顯示設(shè) 備和輸出設(shè)備的色域邊界描述方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 色彩管理是保證色彩信息在跨媒介傳輸時(shí)準(zhǔn)確再現(xiàn)的一種技術(shù)，其核心是在色彩 正確可視化的前提下實(shí)現(xiàn)不同顏色空間的匹配，即色域映射。色域映射實(shí)施的前提則是色 域邊界的準(zhǔn)確提取與描述。
[0003] M. Mahy提出一種基于鈕階堡方程的分區(qū)色域描述模型，模型將η色輸出設(shè)備色域 分解成若干個(gè)含η-1個(gè)基色的分部，對(duì)這些分部逐個(gè)描述進(jìn)而完成總體色域的描述，但該 方法僅適用于打印輸出設(shè)備。Raja Β.提出一種基于改進(jìn)凸殼算法的色域描述方法，該方 法首先在待描述色域內(nèi)進(jìn)行采樣，然后使用凸殼算法提取采樣點(diǎn)集中處于色域邊界的樣本 點(diǎn)，但由于該算法往往將部分色域內(nèi)部采樣點(diǎn)錯(cuò)判為色域邊界點(diǎn)，因此計(jì)算出的色域邊界 與實(shí)際色域存在一定的偏差。J.Morovic提出了分區(qū)最大邊界描述法，將色域邊界的描述分 為色域邊界描述器的計(jì)算與線色域邊界的計(jì)算兩步，但該算法在具體實(shí)施過程中需要對(duì)數(shù) 據(jù)進(jìn)行兩次插值，一是對(duì)不存在采樣點(diǎn)的色域分區(qū)通過插值得到對(duì)應(yīng)分區(qū)的邊界點(diǎn)數(shù)據(jù)， 二是通過插值得到相應(yīng)的線色域邊界點(diǎn)，此外該算法在求解線色域邊界時(shí)還需要對(duì)插值得 到的線色域邊界點(diǎn)再進(jìn)行一次擬合，過多的插值與擬合計(jì)算在一定程度上引入了誤差，影 響了色域邊界描述的準(zhǔn)確度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明是針對(duì)上述問題進(jìn)行的，目的在于提供一種色域邊界描述方法，實(shí)現(xiàn)在色 域映射過程中對(duì)彩色圖像及其顯示和輸出設(shè)備的色域邊界的準(zhǔn)確描述。
[0005] 本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用了以下的技術(shù)方案：
[0006] 本發(fā)明提供一種色域邊界描述方法，其特征在于，包括以下步驟：
[0007] 步驟1，在待描述色域內(nèi)對(duì)顏色樣本點(diǎn)進(jìn)行顏色采樣，獲得色域顏色樣本集，將該 色域顏色樣本集中的顏色樣本值轉(zhuǎn)換到CIELAB標(biāo)準(zhǔn)顏色空間，并通過下列公式計(jì)算每個(gè) 顏色樣本點(diǎn)的球面坐標(biāo)值：
[0008]

【權(quán)利要求】
1. 一種色域邊界描述方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟1，在待描述色域內(nèi)對(duì)顏色樣本點(diǎn)進(jìn)行顏色采樣，獲得色域顏色樣本集，將該色域 顏色樣本集中的顏色樣本值轉(zhuǎn)換到CIELAB標(biāo)準(zhǔn)顏色空間，并通過下列公式計(jì)算每個(gè)所述 顏色樣本點(diǎn)的球面坐標(biāo)值：
式1 式中，（L，a，b)是所述顏色樣本點(diǎn)對(duì)應(yīng)的CIELAB顏色值，（LE，a，b)是球坐標(biāo)系原點(diǎn)E 對(duì)應(yīng)的CIELAB顏色值，（Υ，α，Θ )是所述顏色樣本點(diǎn)的球面坐標(biāo)系值，γ是所述顏色樣本 點(diǎn)到球坐標(biāo)系原點(diǎn)Ε的距離，α是色相角，在〇?360°范圍內(nèi)，Θ是色相角為α?xí)r的平 面內(nèi)角度，在-90°?90°范圍內(nèi)； 步驟2,采用球坐標(biāo)表示CIELAB標(biāo)準(zhǔn)顏色空間，通過對(duì)球坐標(biāo)系中α和Θ值的均勻劃 分將CIELAB標(biāo)準(zhǔn)顏色空間劃分為多個(gè)分區(qū)； 步驟3,在所述步驟1所得的所述色域顏色樣本集中分別查找所述步驟2所得的各個(gè)所 述分區(qū)中的最外圍顏色樣本點(diǎn)，該最外圍顏色樣本點(diǎn)具有最大的Y值，將各個(gè)所述分區(qū)的 所述最外圍顏色樣本點(diǎn)作為相應(yīng)的所述分區(qū)的色域邊界點(diǎn)GBD點(diǎn)，對(duì)于不包含所述顏色樣 本點(diǎn)的所述分區(qū)不作處理； 步驟4,將一個(gè)待映射顏色點(diǎn)記為P點(diǎn)，計(jì)算該P(yáng)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的CIELAB顏色值，記為 (^，叫，、），通過所述式1計(jì)算所述P點(diǎn)的球面坐標(biāo)值，記為（Yi，ai，θ); 步驟5,將所述P點(diǎn)的a i值所確定的色相面記為a i面，將與該a i面相隔180°的色 相面記為a i'面，將所述a i面和所述α /面共同組成的球坐標(biāo)面記為ψ面，采用該ψ 面將球坐標(biāo)系切成兩個(gè)相等的部分，將所述步驟3得到的各個(gè)所述GBD點(diǎn)投影到所述Ψ面 上，得到對(duì)應(yīng)的投影點(diǎn)GBD'點(diǎn)，將所述GBD'點(diǎn)的CIELAB顏色值記為〇；，3'，13'），采用下列 等式計(jì)算所述GBD'點(diǎn)在所述Ψ面上的彩度值 ：
式2 式中，C是所述GBD'點(diǎn)在所述Ψ面上的彩度值，（a'，b'）是所述GBD'點(diǎn)的CIELAB色 度值； 步驟6,在所述Ψ面上以球坐標(biāo)系原點(diǎn)E點(diǎn)為原點(diǎn)，以所述C為橫坐標(biāo)，以所述L為縱 坐標(biāo)建立直角坐標(biāo)系，記為C-L坐標(biāo)系，并在該C-L坐標(biāo)系內(nèi)計(jì)算各個(gè)所述GBD點(diǎn)在所述Ψ 面上的方向角β，計(jì)算公式如下：β = tanKL'-Le)/C) 式3 式中，L'是各個(gè)所述GBD'點(diǎn)的CIELAB亮度值，LE是所述C-L坐標(biāo)系原點(diǎn)的CIELAB亮 度值，β在0?360°范圍內(nèi)； 步驟7,根據(jù)所述式2和所述式3計(jì)算所述Ρ點(diǎn)在所述Ψ面上的方向角β ,，并以該β i 和所述步驟4計(jì)算得到的所述色相角α,為基準(zhǔn)，對(duì)各個(gè)所述GBD點(diǎn)的所述方向角β值及 色相角α值進(jìn)行如下調(diào)整：
式4 式中，α、β分別表示各個(gè)所述GBD點(diǎn)的色相角與所述Ψ面上的方向角，α ρ β ,分別 是所述P點(diǎn)的色相角與所述Ψ面上的方向角，α '、β '分別是調(diào)整后的所述GBD點(diǎn)的色相 角與所述Ψ面上的方向角； 步驟8,根據(jù)所述α '、β '值，將所有的所述GBD點(diǎn)總集劃分為四個(gè)子集，分別記為子集 1、子集2、子集3以及子集4,使所述子集1所包含的GBD點(diǎn)的α'和β'值均在〇?180° 之間，所述子集2所包含的GBD點(diǎn)的α '值在〇?180°之間而β '值在180°?360°之 間，所述子集3所包含的GBD點(diǎn)的α'值在180°?360°之間而β'值在0?180°之間， 所述子集4所包含的α '和β '值均在180°?360°之間； 步驟9,在所述步驟8所得的四個(gè)所述子集中分別計(jì)算各個(gè)所述GBD點(diǎn)與所述Ρ點(diǎn)的球 坐標(biāo)差Λ α和Λ Θ，并選取具有最小（Λ α + Λ Θ )/2值的GBD點(diǎn)作為三角形插值的候選分 區(qū)色域邊界點(diǎn)，共得到四個(gè)候選分區(qū)色域邊界點(diǎn)，所述△ α和△ Θ的計(jì)算公式如下：
式5 式中，α、Θ是各個(gè)所述GBD點(diǎn)的球坐標(biāo)值，α ρ Θ i是所述Ρ點(diǎn)的球坐標(biāo)值； 步驟10,將所述步驟9所得的四個(gè)所述候選分區(qū)色域邊界點(diǎn)中γ最小的記為Ymin，以 YMi/2和所述P點(diǎn)的a i和Θ i值作為球坐標(biāo)值構(gòu)建顏色點(diǎn)，記為P'點(diǎn)，則該P(yáng)'點(diǎn)位于所 述待描述的色域內(nèi)，且所述P'點(diǎn)、所述P點(diǎn)以及球坐標(biāo)系原點(diǎn)E三點(diǎn)共線； 步驟11，按照如下公式判斷任意三個(gè)所述候選分區(qū)色域邊界點(diǎn)是否滿足三角形插值：
式6 式中，Q、t^、L2、a2、b2、L3、a 3、b3分別是參與判斷的三個(gè)所述候選分區(qū)色域邊界點(diǎn) 的CIELAB顏色值，L/、a/、b/是所述步驟10得到的所述P'點(diǎn)的CIELAB顏色值，LE、aE、 %是球坐標(biāo)系原點(diǎn)E點(diǎn)的CIELAB顏色值，λ、μ、v是所述式6計(jì)算出的判斷系數(shù)，當(dāng) λ彡0, μ彡0, ν彡〇,且λ + μ + V彡1時(shí)，所述Ρ'點(diǎn)位于球坐標(biāo)系原點(diǎn)Ε點(diǎn)和所選的三 個(gè)所述候選分區(qū)色域邊界點(diǎn)所構(gòu)成的四面體內(nèi)，即Ε、Ρ'兩點(diǎn)連線與三個(gè)所述候選分區(qū)色 域邊界點(diǎn)所構(gòu)成的空間三角形相交于一點(diǎn)，該交點(diǎn)即為所述待映射顏色點(diǎn)Ρ點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的色 域邊界點(diǎn)Ρ%此時(shí)所選的三個(gè)所述候選分區(qū)色域邊界點(diǎn)符合三角形插值的要求； 步驟12,根據(jù)所述步驟11中選取的三個(gè)所述候選分區(qū)色域邊界點(diǎn)和所述Ρ'點(diǎn)的 CIELAB顏色值，通過三角形插值得到所述Ρ點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的色域邊界點(diǎn)Ρ%插值過程如下：
所述式7中，ΙΛ a' b#為所述待映射顏色點(diǎn)P點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的色域邊界點(diǎn)P#的CIELAB顏 色值； 步驟13,重復(fù)所述步驟4?12,計(jì)算其他所有的待映射顏色點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的色域邊界點(diǎn)的 CIELAB顏色值。
【文檔編號(hào)】G09G5/02GK104112081SQ201410371181
【公開日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2014年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月31日
【發(fā)明者】葉程, 劉真, 吳明光, 張建青, 吳光遠(yuǎn), 白韜韜, 劉攀, 于海琦 申請(qǐng)人:上海理工大學(xué)