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CIECAM02色貌模型在软打样中的应用
2018-04-11 07:38:32  来源: 科印网

随着科学技术的高速发展,传输与再现颜色的媒体设备不断增多,显示器、打印机、照相机及扫描仪等数字彩色图像设备在人们日常生活及工业生产中得到了越来越多的应用,不同媒体间的颜色复现也更加普遍。印刷业朝着高速、绿色、数字化方向发展,随着对印前设备成本、人力资源成本及提高看样效率的追求,显示器一直是印前及设计行业的标准看样设备。

如何实现彩色图像复制真实再现一直是颜色科学领域所关心的问题。长期以来,颜色复制重点关注色度匹配和计算,主要解决颜色空间的设备依赖问题,研究一种与设备无关的颜色处理方法,随之出现了ICC色彩管理系统,以实现跨媒体颜色真实复制。ICC色彩管理系统中的设备连接空间(PCS)成功地解决了设备色空间不独立的问题,使色彩管理系统富有弹性,极大地改进了颜色复制质量,但缺点是没有解决色貌复制的问题。CIECAM02色貌模型是在修正了以前的色貌模型上建立的,CIECAM02具有两大特点,一是跨媒体环境下的颜色预测能力;二是颜色空间的视觉均匀性。从计算的复杂程度和数据处理的稳定性上,都具有明显优势。因此,CIECAM02相对于其他色貌模型来讲,适合应用于色彩管理。

色貌模型进行屏幕软打样色彩管理方案

制作一套完整的基于色貌模型的色彩管理方案,应该包括利用色貌模型色域映射特性文件进行颜色转换。为了演示色貌模型在屏幕软打样色彩管理中的应用,本文利用ICC体系的颜色转换关系做了一个简化的色貌模型色彩管理的方案,如图1。其中的打印机打印样品的观察条件是在标准光源D65下,显示器的观察环境参照艺卓L768显示器的环境标准。

  图1 屏幕软打样中色彩管理框架

图1中,按照红虚线框的复制流程,是基于ICC的色彩管理系统采用一种标准的特性文件格式来描述各设备的颜色响应特征,并通过一个特性文件连接空间PCS建立不同设备间的色域映射关系,实现颜色的准确转换。这种颜色转换是基于色度的,即以准确复制颜色的三刺激值为目标,并没有考虑不同媒体之间观察条件的差别,不能保证图像色貌在不同设备间的一致性。

图1中黑色实箭头的复制流程,在屏幕软打样的色彩管理中引入了CIECAM02色貌模型,由于色貌模型可以预测不同观察条件下的颜色外貌,因而可以用于跨媒体颜色复制的色彩管理中,计算不同媒体以及不同观察条件下的对应色,以保证跨媒体复制中图像色貌的一致性。

在屏幕软打样中,我们要用显示器屏幕模拟打印机的输出效果,先将特性化后的打印机打印的图像转换到XYZ颜色空间,然后将XYZ图像输入到色貌模型中,在观察条件1下(如图1所示,即在CIECAM02正向色貌模型的观察条件下),将打印样品图像对应的XYZ值输入到CIECAM02色貌模型中,并在色貌模型中输入观察条件1的各项环境参数,进行色貌模型的正变换,得到一组在观察条件1下,颜色刺激XYZ产生的颜色感知属性值,分别由J、C、H来表示,J、C、H 分别是色貌属性中的明度、度和色调。

在观察条件2下(如图1所示,即在CIECAM02反向色貌模型的观察条件下),用CIECAM02色貌模型对刚才产生的J、C、H值进行逆变换,得到一组三刺激值X′Y′Z′,这组颜色刺激值就是刚才打印机上XYZ颜色刺激的对应色。在这个颜色复制过程中,虽然打印的图像与显示器显示的图像对应像素点的色度值不相等,但两图像在两种观察条件下却具有相同的色貌,因而保证了色貌的真实再现。

图1中色彩管理系统采用了3种特性文件:设备模型特性文件、观察条件特性文件和色域映射模型特性文件,分别描述了输入和显示设备的颜色特征、输入和显示端的观察条件以及色彩管理引擎处理色域外颜色的方法。所有的颜色匹配均在CIECAM02色貌颜色空间中进行,在预测出显示器对应样品颜色的设备R′G′B′值时,通过显示器上的色块和打印样张的色块色差对比,如果色差在误差范围内,则说明基于CIECAM02色貌模型的色彩管理方案在屏幕软打样中有很好的效果。

数据处理与分析

实验方案如下:用X-Rite Eye-one Pro2分光光度计测量打印机输出Profilemaker5自带的TC 9.18 RGB标样张上的色块,得到色块颜色的三刺激值XYZ。用CIECAM02色貌模型计算色貌参数J、C、H。用色貌模型对色块的色貌参数进行逆变换,得到样品色块颜色的对应色X′Y′Z′;对艺卓L768显示器进行校正并生成特性文件,用特性文件得到X′Y′Z′对应的此状态下显示器上的设备颜色值R′G′B′。然后在Photoshop中应用显示器的特性文件,将这组R′G′B′颜色显示出来,然后与打印样张进行对比。

实验数据汇总如下:以TC 9.18 RGB色标样张上的部分色块为例,得到表1的数据。

表1 打印样张与屏幕软打样的颜色对比

从表1可以看出,打印样张色块的三刺激值经过CIECAM02色貌模型逆变换得到对应色的三刺激值误差在可接受范围内。从整个色块来看,有些色块在显示器上的颜色和打印样张上的颜色差别很大,大部分颜色模拟的比较精确。说明本次实验达到了预期效果。

结论与分析

CIECAM02色貌模型通过精确的数学公式来预测各种色貌现象,并计算颜色刺激的色貌属性,在屏幕软打样的色彩管理应用中,为解决不同媒体以及不同观察条件下图像色貌的真实再现提供了可能。但是,颜色复制过程存在着许多复杂的色貌现象,有一定的局限性。虽然目前在屏幕软打样的色彩管理引入色貌模型还处于测试和改进阶段,但它为色貌模型的进一步研究指明了方向。

 

责任编辑: 海闻