专利名称：一种计算机输入设备的色彩模型自动建立及转换方法
技术领域：
本发明属于色彩管理技术领域，具体涉及一种计算机输入设备的色彩模型自动建立及转换方法。
背景技术：
常用的计算机输入设备包括扫描仪、数码相机等，它们所用的色彩空间均为RGB色彩空间，CIELAB色彩空间是国际照明委员会定义的一种与设备无关的，且感知均匀的色彩空间。色彩管理是通过将颜色从计算机输入设备的色彩空间RGB转换到设备无关色彩空间，再从设备无关色彩空间转换到显示设备或输出设备的色彩空间，以达到颜色从输入设备到输出设备传输时失真最小的目的。常用的设备无关色彩空间为CIELAB色彩空间，常用的用于建立计算机输入设备色彩模型的色靶为IT8.7/2。IT8.7/2色靶是相纸类材料制成的，由上部的彩色块区域、下部的灰阶块区域、环绕四周的中性灰边，以及位于下方灰边上色靶制作者的信息组成，其中彩色块区域包含264个小色块，每个小色块的CIELAB值由色靶的制作者以文件方式给出，作为建立RGB到CIELAB色彩模型的关于CIELAB的样本点数据，而作为建立RGB到CIELAB色彩模型的关于RGB的样本点数据，即每个小色块的RGB值，则必须由某种输入设备扫描或拍摄IT8.7/2色靶，将其数字化为数字图像，然后，一般由要用该色靶建立色彩模型的使用者，在Photoshop等软件中查看IT8.7/2色靶数字图像中每个小色块的RGB值，手工记下彩色块区域中264个小色块的RGB值，再与色靶制造者提供的各小色块对应的CIELAB值一起，采用某种方法建立该输入设备的色彩模型。一般色彩空间转换的色彩模型建立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，三维查表插值法由于对色彩空间进行分割，因此可以提高呈非线性关系的色彩模型的精度，但是如果建立三维查找表的样本点在不规则空间并且不规则分布，则查表时很难在查找表中找出包含待转换颜色点的三维几何体的顶点来进行插值以完成色彩的转换，而IT8.7/2色靶被扫描仪或数码相机数字化为数字图像后，它包含的264个小色块的RGB值呈不规则分布，所构成的输入设备的色域空间也呈不规则状，因此，用IT8.7/2色靶建立计算机输入设备的色彩模型时，采用三维查表法会面临查表不易的困难；多项式回归算法因其实现过程比较简单，是采用IT8.7/2色靶建立扫描仪RGB到CIELAB色彩模型的常用方法，但是由于计算机输入设备在将色彩信息数字化时，会将理想的由O到255的R、G、B构成的三维立方体空间变换为非规则的三维色域空间，并且设备RGB与CIELAB之间存在着非线性关系，因此用一组多项式方程定义计算机输入设备的整个RGB色域空间与CIELAB空间的关系，其色彩模型的精度难以满足实际应用的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种计算机输入设备的色彩模型自动建立及转换方法，解决了现有技术中采用手工获取IT8.7/2色靶的RGB样本点数据，再采用三维查表法在非规则空间中查表，步骤繁琐不易实施，以及用一组多项式方程建立计算机输入设备色彩转换模型精度不高的问题。本发明所采用的技术方案是，一种计算机输入设备的色彩模型自动建立及转换方法，该方法按照以下步骤实施:步骤1:对于计算机输入设备采集的完整的IT8.7/2色靶数字图像，分割其彩色块区域中各小色块，自动获取各小色块的RGB色彩值，建立输入设备RGB与CIELAB的查找表；步骤2:分割输入设备RGB与CIELAB查找表中R、G、B的最大最小值所构成的设备RGB色域空间，建立RGB子空间及其RGB到CIELAB的色彩模型；步骤3:判定计算机输入设备采集的数字图像的像素所在的RGB子空间，根据子空间的色彩模型转换该像素的RGB值到对应的CIELAB的各分量值。本发明的有益效果是，通过对计算机输入设备采集的IT8.7/2色靶数字图像的自动分割，建立设备的RGB与CIELAB的查找表以及RGB色域空间，对建立的设备RGB色域空间进行有效分割，构建RGB子空间以及根据精度要求为每个子空间建立RGB到CIELAB的多项式回归色彩模型；在转换时，对计算机输入设备所采集图像的各像素R、G、B值，根据RGB子空间的分割规则，可快速定位像素所在的RGB子空间及其对应的色彩模型，进行色彩转换，使得该方法在建立计算机输入设备色彩模型时能够自动完成，并且进行设备所采集图像的RGB到CIELAB转换时，精度和速度能够同时满足实际应用的需要。
图1是本发明方法所采用的完整的IT8.7/2色靶示意图；图2是本发明方法通过计算机输入设备采集的IT8.7/2色靶图像彩色块区域中各小色块的分割示意图；图3是本发明方法所采用的设备RGB色彩空间的R轴、G轴、B轴的分割示意图；图4是本发明方法实施过程中的第η个RGB子空间示意图。图中，1.ΙΤ8.7/2色靶的彩色块区域，2.ΙΤ8.7/2色靶的灰阶块区域。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式
对本发明进行详细说明。本发明的计算机输入设备的色彩模型自动建立及转换方法，具体按照以下步骤实施:步骤1:对于计算机输入设备采集的完整的ΙΤ8.7/2色靶数字图像，分割其彩色块区域中各小色块，自动获取各小色块的RGB色彩值，建立输入设备RGB与CIELAB的查找表。设置扫描仪或数码相机的分辨率为其最大光学分辨率，以彩色模式扫描或拍摄ΙΤ8.7/2色靶，对所采集的并且完整的色靶数字图像进行灰度化处理，见图1，包括ΙΤ8.7/2色靶的彩色块区域I和ΙΤ8.7/2色靶的灰阶块区域2，参照公式(I):Y=0.212671*R+0.715160*G+0.072169*B (I)其中R、G、B分别为彩色色靶图像每个像素的R、G、B值，Y为处理后的色靶图像像
素的灰度值，
如图2所示，设色靶灰度图像的高和宽分别为和H和W，对色靶灰度图像从第一行
开始由上向下按行扫描到行，将每行像素的灰度值相加，选择行和最小值所在行作为彩
色块区域的行起始边界，记为start ;从|丑处按行向下扫描到行,将每行像素的灰度值
相加，选择行和最小值所在行作为彩色块区域的行结束边界，记为end ;对色靶灰度图像从第一列开始由左向右按列扫描到+F，扫描的起始行力|丑，结束行为end，将每列像素的
灰度值相加，选择列和最小值所在列作为彩色块区域的列起始边界，记为Istart ;从|^$
处按列向右扫描到W列，扫描的起始行为I//，结束行为end，将每列像素的灰度值相加，选
择列和最小值所在列作为彩色块区域的列结束边界，记为lend，计算彩色块区域各小色块的高h和宽W，参照公式(2):
权利要求
1.一种计算机输入设备的色彩模型自动建立及转换方法，其特征在于，该方法按照以下步骤实施: 步骤1:对于计算机输入设备采集的完整的IT8.7/2色靶数字图像，分割其彩色块区域中各小色块，自动获取各小色块的RGB色彩值，建立输入设备RGB与CIELAB的查找表；步骤2:分割输入设备RGB与CIELAB查找表中R、G、B的最大最小值所构成的设备RGB色域空间，建立RGB子空间及其RGB到CIELAB的色彩模型； 步骤3:判定计算机输入设备采集的数字图像的像素所在的RGB子空间，根据子空间的色彩模型转换该像素的RGB值到对应的CIELAB的各分量值。
2.根据权利要求1所述的计算机输入设备的色彩模型自动建立及转换方法，其特征在于，所述的步骤I中，具体按照以下步骤实施: 设置扫描仪或数码相机的分辨率为其最大光学分辨率，以彩色模式扫描或拍摄IT8.7/2色靶，对所采集的并且完整的色靶数字图像进行灰度化处理，参照公式(I):Y=0.212671吨+0.715160*6+0.072169祁 (I) 其中R、G、B分别为彩色色靶图像每个像素的R、G、B值，Y为处理后的色靶图像像素的灰度值， 设色靶灰度图像的高和宽分别为和H和W，对色靶灰度图像从第一行开始由上向下按行扫描到行，将每行像素的灰度值相加，选择行和最小值所在行作为彩色块区域的行起始边界，记为start ;从|丑处按行向下扫描到 丑行,将每行像素的灰度值相加,选择行和最小值所在行作为彩色块区域的行结束边界，记为end ;对色靶灰度图像从第一列开始由左向右按列扫描到:，扫描的起始行为，结束行为end，将每列像素的灰度值相加，选 Ii3择列和最小值所在列作为彩色块区域的列起始边界，记为Istart ;从|^#处按列向右扫描到W列,扫描的起始行为，结束行为end,将每列像素的灰度值相加,选择列和最小值所在列作为彩色块区域的列结束边界，记为lend， 计算彩色块区域各小色块的高h和宽W，参照公式(2):.
3.根据权利要求1所述的计算机输入设备的色彩模型自动建立及转换方法，其特征在于，所述的步骤2，具体按照以下步骤实施: 根据步骤I查找表中的；^、^^:^,!^^，…，264，分别找出其最小值和最大值，记为 ,对R、G、B三个坐标轴在各自的最小、最大值之间进行5级等间距分割，其间距计算公式根据下式(7)进行计算:..., M Rrmx —Rrmn + I
4.根据权利要求1所述的计算机输入设备的色彩模型自动建立及转换方法，其特征在于，所述的步骤3，具体按照以下步骤实施: 由扫描仪扫描或数码相机拍摄图像，对图像像素的R、G、B值，分别确定其在R轴的分割区间位置nR，在G轴的分割区间位置nG，以及在B轴的分割区间位置nB，由下式(12)计算:
全文摘要
本发明公开的一种计算机输入设备的色彩模型自动建立及转换方法，步骤包括对于计算机输入设备采集的完整的IT8.7/2色靶数字图像，分割其彩色块区域中各小色块，自动获取各小色块的RGB色彩值，建立输入设备RGB与CIELAB的查找表；分割输入设备RGB与CIELAB查找表中R、G、B的最大最小值所构成的设备RGB色域空间，建立RGB子空间及其RGB到CIELAB的色彩模型；判定计算机输入设备采集的数字图像的像素所在的RGB子空间，根据子空间的色彩模型转换该像素的RGB值到对应的CIELAB的各分量值。本发明的色彩模型自动建立及转换方法，步骤简单，精度显著提高。
文档编号G06T7/40GK103106670SQ20131001499
公开日2013年5月15日 申请日期2013年1月16日 优先权日2013年1月16日
发明者胡涛, 马冲聪, 范彩霞, 陈亚军 申请人:西安理工大学