用于使用于彩色设备的墨模型规则化的系统和方法
【专利摘要】所述方法包括步骤：选择用于彩色设备的n墨模型，以便将着色剂空间中的一组着色剂值传递至色彩空间中的一组色值；选择n墨模型的打印机特性，其中，所述打印机特性指示n墨模型的规则性；针对n墨模型评估用于打印机特性的一组一个或多个值和/或范围，因此确定n墨模型的规则性；修改n墨模型，使得如果基于所述评估，n墨模型并非规则的话，修改的n墨模型是规则的。
【专利说明】用于使用于彩色设备的墨模型规则化的系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于彩色文档的再现的方法和系统；本发明尤其涉及色彩管理。本发明特别适合于由墨混合物限定的对象的准确、稳定且连续的再现。
【背景技术】
[0002]术语定义和解释
今天，针对彩色图像和/或彩色文本的再现而开发了越来越多的输出系统。使用几个显示和打印技术，诸如CRT、IXD、等离子体显示板(PDP)、电致发光显示器(ELD)、碳纳米管、量子点显示器、激光TV、电子纸、电子墨、投影显示器、常规照相、电子照相、热转印、染料升华和喷墨系统、3D彩色喷墨系统，仅举几个例子。针对彩色图像和/或彩色文本的再现，还开发了常规打印技术，诸如胶版印刷、轮转凹版印刷、橡胶版轮转印刷、凸版印刷以及丝网印刷。在本文献的其余部分中，将把这些系统称为彩色设备或彩色再现设备。
[0003]可以将所有这些系统描述为多维彩色设备，其具有诸如喷墨系统、电子照相、热转印、染料升华、常规打印系统的CMYK (青色、品红色、黄色和黑色)墨之类的η个着色剂或者在诸如CRT、IXD、等离子体显示板(PDP)、电致发光显示器(ELD)、碳纳米管、量子点显示器、激光TV、电子纸、电子墨、投影显示器之类的显示系统的情况下的RGB (红色、绿色、蓝色)。在本文献中，假设未用RGB值寻址的用于基于墨的打印机的着色剂值从0% (没有涂覆在纸张上的着色剂)变动至100% (涂覆在其中基于墨的打印机正在其上面进行打印的纸张或基板上的着色剂的最大量)。对于诸如显示器之类的基于RGB的系统而言，该值从O变动至255。在本文献的其余部分中，将主要使用打印机作为彩色设备的示例，然而，在色彩管理系统领域中众所周知的是下面进一步公开的本发明的方面能够容易地扩展至其它彩色设备，诸如显示器、并非基于RGB系统且并非基于CMYK系统的彩色设备、彩色扫描仪和数字彩色照相机。
[0004]具有着色剂空间意指η维空间，其中η是能够用其来对彩色设备进行寻址的独立变量的数目。在胶印机的情况下，着色剂空间的维度对应于印刷机的墨的数目。由于正常地使用CMYK墨，所以着色剂空间的维度是四。着色剂空间也称为设备相关空间。在针对基于墨的彩色设备的本文献的其余部分中，使用CMYK作为着色剂空间，而且可以使用其它墨组合来再现彩色图像或彩色文本。
[0005]在针对显示系统的本文献的其余部分中，使用RGB作为着色剂空间，而且可以使用其它色彩组合来再现彩色图像或彩色文本。
[0006]着色剂色域由着色剂值的所有可能组合定义，对于非RGB彩色设备而言从0%变动至100%且对于基于RGB的系统而言从O变动至255。如果不存在着色剂限制，着色剂色域是η维立方。然而，在大多数情况下，还必须考虑一个或多个墨组合，因为多个着色剂组合对于要打印而言是不可接受的。因此，着色剂色域被这些墨限制减小。墨限制可以是对要考虑的着色剂组合的任何限制。在本文献中，仅考虑线性墨限制，但是线性墨限制的所有方面能够被容易地扩展至线性和/或非线性墨限制的任何组合。
[0007]具有色彩空间意指表示对象的表征其色彩的多个量的空间。在大多数实际情形下，将在诸如CIE XYZ空间、CIELAB或CIECAM02之类的三维空间中将色彩表示为色值。然而，还可以使用其它特性，诸如基于滤波器的多谱值，其不一定基于色彩匹配函数的线性变换。在色彩空间中表示的值称为色值。色彩空间还称为设备无关色彩空间，其中，可在不参考外部因素的情况下不含糊地指定色彩。在色彩管理系统领域中众所周知的是正在使用诸如CIE XYZ空间之类的设备无关色彩空间的方法也将适用于其它设备无关色彩空间，诸如CIE LAB空间、CIECAM02、多谱值空间。
[0008]打印机模型是以用于给定彩色设备的着色剂值的函数来表示色值的数学关系。用于着色剂的变量被表示为C1，c2，…，cn，其中η为着色剂空间的维度。在本文献中，将针对具有维度η的着色剂空间中的给定着色剂色域定义的打印机模型称为彩色设备的η墨模型。对于显示器、扫描仪和数字式照相机而言，此类模型也称为η着色剂模型。在彩色管理系统领域中众所周知的是使用η墨模型的方法也适用于η着色剂模型。假设η墨模型是从着色剂空间到色彩空间的连续函数。在大多数情况下针对η墨模型定义特性，然而，由于η墨模型描述相应色彩设备的色彩性质，所以还针对彩色设备间接地定义针对η墨模型所定义的特性。例如如果η墨模型是规则的，则说成是彩色设备也是规则的。并且假设针对η墨模型定义的色域为彩色设备的色域。
[0009]以下标准科学手册提出了关于色彩管理和打印机模型的主题的通常的一般知识:Henry R.Kang 在第一版，ISBN 08194 3318 7 中的 “Digital Color Halftoning”，由SPIE、The Internat1nal Society for Optical Engineering (1999 年)联合出版，被整体地通过引用结合到本文中，以及Gaurav Sharma在ISBN 08493 0900 X中的“DigitalColor Imaging”,由CRC Press出版(2003年),被整体地通过引用结合到本文中。
[0010]η墨模型常常基于打印机目标。此类目标包括在彩色设备的着色剂空间中定义的多个均匀色彩贴片。在下一步骤中，对打印机目标进行打印并测量为色彩空间中的色值，并且基于着色剂空间中的贴片的值和测量色值，完成η墨模型。这也称为对打印机进行配置文件(profiling)或色彩配置文件。通常用沿着不同着色剂轴的采样点来表征打印机目标。基于该采样点，可以在着色剂空间中构造规则网格，其中多个网格点被打印机目标包含。因此，可以将目标说成是完整或不完整的。针对关于网格、完整和不完整打印机目标以及相关术语的更多信息，我们参考专利申请EP-A-1 146 726。从打印机目标的测量计算出的来自打印机的着色剂空间中的规则网格中的位置和色彩空间的相应色值是由η墨模型计算的前向查找表。不一定需要规则网格，但是其使得用于色彩变换和/或将此LUT倒置的计算的复杂性更为容易。打印机目标的测量结果也可以变成η墨模型前向测量查找表的一部分。被打印目标的测量结果取决于几个打印参数，诸如半色调技术、墨的着色以及被打印目标被打印在其上面的基板的吸收。
[0011]用使η墨模型倒置意指针对色彩空间中的给定色彩，通过利用η墨模型来寻找映射到该给定色彩的着色剂值。另一方面，η墨模型到色彩空间的变换通过利用η墨模型而等效于相应着色剂色域到色彩空间的变换。
[0012]针对关于着色剂空间、色彩空间、使η墨模型倒置及其它相关术语的更多信息，我们参考:Bala Raja 在 PROCEEDINGS OF SPIE, US, vol 5016 23 January 2003，pages 185一195 中公布的专利申请 EP A I 083 739、“Inverse problems in colordevice characterizat1n”,其被整体地通过引用结合到本文中、R.Balasubramanian在 JOURNAL OF ELECTRONIC IMAGING, SPIE/IS&T, vol 8，n0.2, I April 1999，pages156—166 中的“Optimizat1n of the spectral Neugebauer model for printercharacterizat1n”，其被整体地通过引用结合到本文中，以及1999年3月2日的US 5 878195 (MAHY MARC)，其被整体地通过引用结合到本文中。
[0013]基于η墨模型,构造前向和逆向查找表。这些表也称为表格或色表。前向表将着色剂值变换成色值，而逆向表将色值变换成着色剂值。逆向表也称为分离表或色彩分离表。可以将前向、逆向查找表且替换地连同具有打印目标的测量结果及其相应着色剂值的查找表一起作为轮廓(profile)存储在计算机可读介质的一个或几个位置上。轮廓也称为色彩轮廓。对于打印系统而言，轮廓也称为输出轮廓或输出色彩轮廓。对于显不系统、扫描仪和数字式照相机而言，轮廓也称为输入轮廓或输入色彩轮廓。被存储在计算机可读介质的I个位置上的具有打印目标的测量结果及其相应着色剂值的查找表被称为测量文件。
[0014]国际色彩联盟(ICC)在2010年将轮廓格式指定为包括色彩轮廓以为色彩和/或着色剂值的解释的创建而提供跨平台轮廓格式。此类色彩轮廓可以用来在不同着色剂空间和/或色彩空间之间转换，并且将使用彩色设备创建的着色剂值变换成另一彩色设备的本地着色剂空间。允许将此轮廓格式嵌入页面描述语言数据和/或图像数据中。国际色彩联盟一规范 ICC I:2010 年，ICC.1 的修订:2004-10, (Profile vers1n 4.3.0.0)(2010 年)，被整体地通过引用结合到本文中。此规范是关于色彩管理的主题的工程师的通常的一般知识。
[0015]根据从测量文件的数据和逆向η墨模型计算出η墨模型而计算和创建色彩轮廓的例程是轮廓创建器一部分，软件应用程序，也称为轮廓制作器，其优选地是色彩管理系统的一部分。
[0016]创建η墨模型的几个技术作为现有技术而已知，并且其主要是基于Neugebauer等式、Murray-Davies等式、Yule-Nielsen模型、区域覆盖密度关系、Clapper-Yule模型、点增益和优选地分段线性η墨模型(无论是否用谱扩展进行扩展)或者是其组合。
[0017]使用η墨模型和/或色彩轮廓而将来自彩色图像或彩色文本中的第一着色剂空间的第一着色剂值转换成来自第二着色剂空间的另一着色剂值，目的是以第一着色剂值的近似相同色值来在第二着色剂空间中再现第一着色剂值，这是色彩管理系统的基础。
【背景技术】
[0018]当在彩色设备上呈递色彩时，在大多数情况下，针对CMY (其中C为青色、M为品红色且Y为黄色)、RGB (其中R为红色、G为绿色、且B为蓝色)和CMYK (其中C为青色、M为品红色、Y为黄色且K为黑色)彩色设备制作分离表。这些表一般地是基于色彩空间中的规则网格，其按照网格点定义要打印的着色剂值以在色彩设备上获得用于该网格点的正确色彩。通过构造η墨模型和用以将用于对应于网格点的色彩的η墨模型倒置的技术来计算着色剂值。这一般地逐个网格点地完成，而不明确地检查给定网格点到后续网格点的着色剂组合是否是连续的。这是重要的，因为在应用分离表时，将使用内插技术来得到用于给定网格点之间的色彩的着色剂值。如果网格点之间的内插实际上并不对应于彩色设备的色彩再现性质，则所得到的色彩将不是色彩准确的。
[0019]对于RGB或CMY三墨模型而言，一般地在三维着色剂值与色值之间存在一对一关系(图1)。在这种情况下，将三墨模型和相应彩色设备说成是规则的。因此，对于规则彩色设备或三墨模型而言，相应分离表的两个连续色值之间的精选内插是自动地稳定、准确且连续的。
[0020]然而，存在几个例外。对于其而言着色剂的300%覆盖不透明或几乎不透明的三墨模型导致某些色彩的多个双解(图2和3)。将这些三墨模型和相应的彩色设备说成是奇异的(即将η墨模型和并非规则的相应彩色设备称为奇异的)。另一类示例是不同于前述RGB或CMY着色剂的非常规三墨组合。示例是黄色、绿色和青色(YGC)彩色设备，其中，黄色和青色的某些组合与一定百分比的绿色匹配。因此，对于这些彩色设备而言，用多个着色剂组合来完成某些色值。一般地，将找到有限数目的着色剂组合，并且通常将存在两个。然而，如果用于三墨模型的着色剂组合的连续集导致相同色值，则将三墨模型和相应彩色设备说成是退化的。在本文献中将不讨论这种情形，因为一般地能够通过略微修改某些模型参数而容易地将退化三墨模型变换成非退化三墨模型。如果在对于其而言只能用一个着色剂组合来再现一个色值但对于另一个而言存在多个解的分离表中存在两个相邻色值，则一般地，仅对于一个解而言，两个网格点之间的内插导致打印中的连续色彩变化。因此，用现有技术，可能选择错误的着色剂组合，使得基于这些分离表的打印将示出严重的带状伪影和非预期虹彩效应(图4)。
[0021]对于常规CMYK四墨模型而言，在着色剂空间中的连接路径与色值之间预期唯一关系。如果该色彩位于色彩色域内部，则在着色剂空间中存在能够用其来获得此色彩且在着色剂边界处开始和结束的连接路径(图5)。如果色彩位于色彩色域边界处，则确切地存在能够用其来再现此色彩的一个着色剂组合(图6)。用于给定色值的适当着色剂组合的选择是基于GCR/UCR选择(备注:GCR代表灰色分量替换且UCR代表底色去除；这些众所周知的技术关于替换将灰色增加K的CMY值以及将其替换到什么程度。针对GCR/UCR并且还针对关于色彩管理和色彩再现的其它术语，我们参考Yule在Wiley & Sons, 1967中的“Principles of Color Reproduct1n”)。随着GCR/UCR选择值在色彩空间中连续地改变，分离表中的两个连续网格点之间的着色剂组合也正在缓慢地改变，使得对于现今多数所使用的内插技术而言，内插导致平滑色彩分离。因此，获得色值与着色剂值之间的平滑关系。然而，如果突然改变GCR/UCR设置，则从最小K解至最大K解，从一个网格点至下一个网格点，假设内插着色剂值在两个网格点之间可能是不正确的。通过GCR/UCR值的适当选择，用于CMYK四墨模型的分离将导致稳定、准确且平滑的色彩打印。换言之，对于GCR/UCR值的适当选择而言，将色彩空间中的每个连接路径映射到着色剂空间中的连接路径(图7)。
[0022]然而，同样对于CMYK四墨模型而言，在制作并非始终有效的分离表中进行多个假设。在应用GCR/UCR设置中，常常假设在K值与着色剂空间中的路径之间存在导致相同色彩的唯一关系；即如果该路径被投射在K轴上，则在路径上始终存在一个点，在投影的最小和最大K值之间具有给定K值。这也意味着路径的一个端点映射到最小K值，而另一端点映射到最大K值。如果对于给定色彩而言，存在一个连接路径，但与K轴的关系并不如上文所解释的那样，则这可能导致非连续分离。一般地，如果针对给定色彩将四墨模型倒置，则常常首先寻找最小和最大K解。然后将给定GCR/UCR设置应用为最小和最大K解之间的百分比。因此,在某些情况下,如果映射到给定色值的着色剂空间中的路径沿着着色剂空间中的K轴向上和向下前进的话，这导致两个、三个或多于三个可能着色剂组合(图8)。并且在这种情况下，如果对于一个网格点而言，与另一网格点相比选择“错误的”着色剂组合的话(即在用于给定GCR/UCR值的多个解可用于其中的一个的情况下)，两个连续网格点之间的内插导致严重的条带或虹彩效应。
[0023]对于某些四墨模型而言，导致色彩空间中的给定色彩的着色剂空间中的着色剂组合不属于一个连接路径，而是属于着色剂域中的多个非连接路径。在这种情况下，如果两个路径在K轴上的投影是断开的且一个路径包含最小K解并且另一个包含最大K解的话，并不总是能够达到给定GCR/UCR值(和因此的相应K值)(图9)。在其它情况下，这些路径沿着K值部分地投射在同一区域上，使得可以针对给定GCR/UCR设置而再次获得多个解(图10)。并且在这种情况下，两个连续点之间的内插可能导致严重的条带和虹彩效应，因为在色值与着色剂值之间不存在连续关系。
[0024]用于CMYK四墨模型的另一假设是K针对CMY组合而交换，即如果能够用CMYK值的给定组合来获得色彩，则可以通过增加K值并减小CMY值(且反之亦然)来获得相同色彩。然而，计算指示情况并非总是如此。一般地，这针对中性点发生，但对于非中性点而言此假设并不总是有效的。因此，基于此假设的所有GCR/UCR技术将不能得到准确的色彩。并且，常常以这种方式来应用施加墨限制，即增加K值常常意味着CMY着色剂值的减小，使得使用较少的墨。基于此技术的墨限制因此也将不能保持正确的色彩。
[0025]另一方面，对于非CMYK四墨模型而言，发生几个类型的非常规打印行为。因此，不存在分离表导致平滑的色彩打印、稳定的色彩再现和准确的色彩的保证。
【发明内容】
[0026]本发明的实施例能够减少或消除与现有技术设备和方法相关联的缺陷和问题。本文公开方法和系统的实施例可以用来以这样的方式在彩色设备上呈递色彩，即以稳定的方式和/或准确地再现色彩，和/或使得色值与着色剂值之间的关系是连续的。
[0027]本发明的实施例还涉及由处理器使用计算机可读介质或计算机可读存储器而创建、存储、访问或修改的软件、固件以及程序指令。所述方法可在各种计算设备以及外围设备上执行，包括彩色设备，优选地显示器和更优选地打印设备。
[0028]图19图示出根据公开实施例的使用被耦合到被示为示例性打印机1970的输出设备的一个或多个计算设备1910a 1910b的系统1900的示例性框图。请注意，一般地，可在能够执行色彩转换操作的任何图形处理设备上执行公开方法，包括计算设备1910、图19中的系统1900中所示的示例性打印机1970、和/或执行色彩空间转换、色彩管理和/或色彩转化的其它设备。在某些实施例中，设备可在第一着色剂空间中接收输入并在第二着色剂空间中产生输出，其在某些情况下可不同于第一着色剂空间。在本文献中所述的方法和装置也可以以适当的修改且以与将对于本领域的普通技术人员而言显而易见的本文公开实施例一致的方式应用于以上设备类型。然而，为了简单和便于解释，参考示例性打印机1970来描述该方法。
[0029]一般地，打印机1970可以是任何打印系统。打印机1970可具有如安装在传真机和数字式复印机中的图像发射/接收功能、图像扫描功能和/或复印功能。还可以以适当的修改并以与本文公开实施例一致的方式将在本文献中所述的方法和装置应用于这些不同打印机设备类型。
[0030]打印机1970可包含一个或多个输入一输出端口 1975，并且打印机1970可以能够使用I/o端口 1975和连接1920与计算设备1910上的资源通信并访问其。打印机1970可从一个或多个计算设备1910a、1910b接收输入打印数据，包括着色剂或色值及其它数据。例如，计算设备1910a、1910b可以是包括用以显示输入色彩或着色剂值的监视器的通用计算机。
[0031]可使用常规通信协议和/或数据端口接口经由有线或无线连接1920将计算设备1910a、1910b中的一个或多个耦合到打印机1970。一般地，连接1920可以是允许设备之间的数据传输的任何通信信道。在一个实施例中，例如，可以为设备提供常规数据端口，诸如并行端口、串行端口、以太网、USB?、SCS1、FIREWIRE?、和/或用于通过适当连接的数据传输的同轴电缆端口。数据端口可以是有线或无线端口。
[0032]打印机1970可以还包括总线1974，其耦合CPU 1976、固件1971、存储器1972、打印引擎1977以及辅助存储设备1973。打印机1970还可以包括其它专用集成电路(ASIC)和/或现场可编程门阵列(FPGA)1978，其能够执行来自一个或多个计算设备的例程的部分和色彩管理例程。
[0033]打印机1970还可以能够执行包括打印机操作系统及其它适当应用软件的软件，包括将执行色彩管理功能和图像数据处理器的软件。
[0034]CPU 1976可以是通用处理器、专用处理器或嵌入式处理器。CPU 1976能够与存储器1972和/或固件1971交换包括控制信息和指令的数据。存储器1972可以是任何类型的动态随机存取存储器(“DRAM”)，诸如但不限于SDRAM或RDRAM。固件1971可保持指令和数据，包括但不限于启动序列、预定义例程、将执行色彩管理的例程，包括色彩空间转换、辉度计算和来自计算设备1910a、1910b中的一个或多个的例程的一部分。可在被CPU 1976采取动作之前将固件1971中的代码和数据拷贝到存储器1972。在某些实施例中，固件1971中的数据和指令可以是可升级的。
[0035]固件1971还可包括将执行色彩或着色剂空间转换相关计算、轮廓创建、轮廓规则化的例程和来自计算设备1910a、1910b中的一个或多个的例程的一部分，并将值和轮廓存储在存储器1972中。该例程可包括能够被CPU 1976和/或计算设备1910执行以执行与确定、轮廓或η墨模型创建及色域内和色域外色彩处理有关的计算的部分的代码。固件1971中的例程还可包括将处理从计算设备1910接收到的输入色彩和相关色彩空间或输入着色齐_相关着色剂空间信息以及色域映射函数的代码。
[0036]还应设想的是可将用以执行一个或多个色彩管理相关计算的例程的部分存储在可移动计算机可读介质上，诸如硬盘驱动器、计算机磁盘、⑶-ROM、DVD ROM、⑶.+-.Rff或DVD.+-.RW、USB闪速驱动器、记忆棒或任何其它适当介质，并且可在打印机1970的任何适当子系统上运行。例如，可将执行与轮廓和η墨模型计算、色域映射和处理有关的计算的应用程序的部分存在于可移动计算机可读介质上，并且被CPU 1976使用已被拷贝到存储器1972的固件1971中的例程读取并采取动作。
[0037]CPU 1976可按照指令和数据行动并向ASIC/FPGA 1978和打印引擎1977提供控制和数据以生成打印文献。在某些实施例中，ASIC/FPGA 1978还可向打印引擎1977提供控制和数据。FPGA/ASIC 1978还可实施转化、压缩以及色彩转换算法中的一个或多个和例程的一部分以创建色彩轮廓。
[0038]示例性辅助储存1973可以是内部或外部硬盘、Memory Stick ?、计算机可读介质或能够在打印机1970中使用和/或被耦合到打印机1970的任何其它存储器存储设备。将存储计算值、查找表和/或色彩轮廓的存储器可以是专用存储器或形成通用存储器的一部分。可动态地分配存储器以根据需要保持查找表和/或轮廓。可在处理之后动态地释放被分配为存储查找表的存储器。
[0039]计算机设备中的一个或多个可包括图像数据处理系统，优选地光栅图像处理器，并且其可包括轮廓制作器。
[0040]可在计算设备的一个或多个中包括用于通过使用I/O端口 1975在/从计算机可读介质、存储器或辅助存储上来存储和/或读取色彩轮廓、前向查找表、逆向查找表和/或测量文件的例程。还可在计算设备的一个或多个中包括选择查找表中的一个，诸如色彩轮廓的前向查找表、逆向查找表或测量文件，并通过使用I/o端口 1975在计算机可读介质、存储器或辅助存储上存储。存储轮廓、前向查找表、逆向查找表和/或测量文件的文件管理由轮廓文件管理器完成，其包括优选的轮廓数据库，其中还管理并存储关于色彩轮廓的额外信息，诸如打印打印机目标的日期、轮廓创建器的版本号、轮廓规则化器的版本号、打印机目标的版本号、打印机1970的名称、打印机的表征。
[0041]可在计算设备的一个或多个中包括将从轮廓或测量文件之中创建η墨模型、将η墨模型倒置的例程，或者可在计算设备的一个或多个中包括将使η墨模型规则化的例程。将使η墨模型规则化的例程是轮廓规则化器的一部分且可存储在计算机可读介质上。
[0042]为了克服现有技术的问题，本发明的优选实施例提供了如权利要求1中请求保护的规则化方法、如权利要求7中请求保护的图像数据处理系统、如权利要求8中请求保护的计算机程序和如权利要求9中请求保护的计算机可读介质。
[0043]在图形行业中使用打印机系统和优选地喷墨式打印机及更优选地UV喷墨式打印机上的无光泽清漆、光泽清漆来增强打印质量是众所周知的。通过使用包括具有额外采样点的均匀色彩贴片的已打印打印机目标，可以因而在η维空间中构造规则网格，其中(η-χ)是彩色设备能够用其来对色彩进行寻址的独立变量的数目并且X是彩色设备能够用其来对清漆或底漆的量进行寻址的独立变量，并且根据本发明的实施例，通过测量表示表征对象的色彩和光泽的对象的多个量的空间中的已打印的打印机目标，能够用光泽表征来容易地对其进行扩展。如在ICC的规范ICC I:2010中定义的前向、倒置LUT及其它LUT能够优选地适于用光泽表征扩展色彩和着色剂值。除着色剂和色值之外，可以用此光泽表征和光泽测量来扩展本发明的实施例。除着色剂和色值之外，可以用其它表征和测量来扩展本发明的实施例，诸如斑点、聚结、无光泽效果、浮凸结构、洇色、无光泽效果、光泽或同色异谱。如在ICC的规范ICC 1:2010中定义的前向、倒置LUT及其它LUT然后能够优选地适于用这些表征中的一个或多个来扩展色彩和着色剂值。
[0044]本发明的实施例提供了一种保证色彩分离表表现良好的技术；即分离表通过适当地限制着色剂域和色值与着色剂值之间的平滑关系来生成准确的色彩、稳定的色彩再现，使得平滑色彩分级或小插图被很好地再现。
[0045]如果也称为色彩轮廓的逆向查找表的色彩分离表表现良好，则将色彩轮廓称为表现良好色彩轮廓。然后将色彩分离表称为色彩表现良好分离表。
[0046]如果也称为色彩轮廓的逆向查找表的色彩分离表是规则的，则色彩轮廓是表现良好色彩轮廓且也称为规则色彩轮廓。色彩分离表则是也称为色彩规则分离表的色彩表现良好分离表。
[0047]为了获得表现良好色彩分离表，需要:
-检查以查看η墨模型是否是奇异的或者行为是否是由于测量误差而引起的；
-基于测量文件检查以查看哪些测量结果是异常的(例如未适当地测量)和哪些测量结果真实地表示彩色设备的行为；
-调整测量文件，以便获得规则η墨模型；
-如果η墨模型在着色剂域的某些部分中为奇异的话，适当地限制着色剂空间；
-使得η墨模型为规则的；
-检查分离表是否是表现良好的 -指示分离表的哪个部分并非表现良好的技术；
-从一组着色剂组合之中选择着色剂组合以实现表现良好分离表的技术；
-检测映射到色彩空间中的相同色彩的路径；
-用于GCR/UCR设置的一般化概念；
-规则η墨模型在闭环迭代之后仍是规则的。
[0048]可以在在轮廓创建器中创建色彩轮廓的同时、在创建色彩轮廓之后、在将图像从第一着色剂空间呈递到第二着色剂空间之前或在将图像从第一着色剂空间呈递到第二着色剂空间期间使用轮廓规则化。轮廓规则化器包括指示轮廓和/或N墨模型的规则性的色彩轮廓特性的一个或多个例程。
[0049]根据本发明的一方面，本发明在实施例中的一个中提供了以下方法和系统:生成色彩轮廓，其包括用于打印设备的前向查找表和逆向查找表，包括步骤:(a)从针对彩色设备创建的测量文件的数据之中或从来自彩色设备的色彩轮廓的前向查找表的数据之中创建η墨模型，其适合于将着色剂空间中的一组着色剂值传递至色彩空间中的一组色值；
(b)根据η墨模型或根据也称为色彩分离表的色彩轮廓的逆向查找表创建倒置η墨模型；
(c)对前向查找表中的η墨模型进行转换；
Cd)对逆向查找表中的倒置η墨模型进行转换；
其特征在于创建η墨模型之后的额外步骤:
Ce)选择色彩轮廓特性；
Cf)基于具有一个或多个值和/或值范围的色彩轮廓特性而确定η墨模型是否并非规则；
(g)如果η墨模型并非规则的，通过修改η墨模型来进行优化；
(h)可选地重复步骤(e)直至(f)，直至η墨模型为规则的为止
步骤(a)直至(d)是关于色彩管理主题的通常的一般知识且可以是计算机实施的方法。可在计算设备的一个或多个中包括用于这些步骤(a) - (h)的例程。这些部分可以是轮廓创建器或轮廓规则化器的一部分，但是优选地为图像数据处理器的一部分，更优选地光栅图像处理器的一部分且最优选地彩色设备上的色彩管理系统的一部分。在创建轮廓之后，将在彩色设备的计算机可读介质、存储器或辅助存储上将轮廓存储在彩色设备上。
[0050]如果η墨模型在色彩空间的一部分中和/或η墨模型的着色剂空间是规则的，则该方法还可以用来修改η墨模型。否则，该方法还可以用来在闭环中修改η墨模型直至η墨模型在色彩空间的一部分中和/或η墨模型的着色剂空间是规则的为止。
[0051]η墨模型优选地基于分段线性η墨模型，但是还可以使用基于Neugebauer等式、Murray-Davies等式、Yule-Nielsen模型、区域覆盖密度关系、Clapper-Yule模型、点增益和优选地分段线性η墨模型(无论是否用谱扩展进行扩展)或者是其组合的其它技术。
[0052]η墨模型的优化可包括构造误差函数R并优选地使误差函数R最小化，这优选地通过使用梯度方法来完成。
[0053]如果彩色设备是三墨彩色设备且其中η墨模型是三墨模型，则所述方法和系统还包括步骤:
-将三维着色剂立方体分解成四面体的联合；
-用所述分段线性三墨模型来近似用于三墨彩色设备的原始三墨模型，其中，所述分段线性三墨模型包括用于四面体的原始三墨模型的多种雅可比矩阵；
并且其中，所述彩色轮廓特性是所述多个雅可比矩阵的行列式的多个符号。
[0054]可在计算设备的一个或多个中包括用于这些步骤的例程。
[0055]如果彩色设备是四墨彩色设备且其中η墨模型是四墨模型，则所述方法和系统还包括步骤:
-将四维着色剂立方体分解成五面体的联合；
-组成在所述五面体中定义的多个线性模型的所述分段线性四墨模型；
-确定在所述五面体中定义的所述四墨模型的特性矢量场；
其中，所述色彩轮廓特性是特性矢量场的符号签名。
[0056]可在计算设备的一个或多个中包括用于这些步骤的例程。
[0057]如果彩色设备是η墨彩色设备，其中，η大于四，其中，所选η墨模型包括多个分段线性四墨模型，每个分段线性四墨模型用于η个墨中的四个的子集，并且其中，色彩轮廓特性是所述多个分段线性四墨模型的特性矢量场的所述多个符号签名。
[0058]可在计算设备的一个或多个中包括用于这些步骤的例程。
[0059]在以下描述中可以找到规则η墨模型、色彩轮廓特性、误差函数和用以将η墨模型修改成规则η墨模型的优化技术的示例的进一步解释和定义。
[0060]规则三墨樽型
如果在三维着色剂空间与三维色彩空间之间存在一对一关系(双射变换)，则三墨模型是规则的。
[0061]规则四墨樽型
四墨模型是规则的，如果:
-导致色彩空间中的相同色彩的所有着色剂组合位于着色剂色域中的一个连接路径上。
[0062]-导致色彩空间中的相同色彩的所有路径在着色剂立方体的边界处开始和结束。
[0063]-对于在色彩色域的边界处的所有色彩而言，仅在着色剂域的边界处存在将获得此色彩的一个着色剂组合。
[0064]严格单调规则四墨樽型如果映射到色彩空间中的相同色彩的每个路径在每个着色剂轴上的投影是严格增加或减小的，则规则四墨模型称为严格单调规则四墨模型。特别是对于CMYK四墨模型而言，预期该路径是沿着K轴减小的且沿着青色、品红色和黄色轴是增加的(图11)。
[0065]用于η墨模型的准则
为了定义并检查用于η墨模型的准则，用分段线性模型来近似η墨模型。由于分段线性模型被假设为反映η墨模型的性质，所以将用于η墨模型的准则假设为类似于针对分段线性模型所定义和检查的那些。实际上，情况不总是这样，但是在实践中此假设对于许多η墨模型而言是有效的。因此，仅必须针对分段线性模型定义和检查准则。
[0066]在多个情况下，可以针对非分段线性模型定义和评估准则。局部化Neugebauer等式(参见 Yule 在 Wiley & Sons, 1967 中的 “Principles of Color Reproduct1n”)是此类η墨模型的示例。然而，在本文献中，我们不将给出更复杂的η墨模型的示例，因为可以在所有情况下使用分段线性近似；即可以通过在足够小的区域中将着色剂域分裂而将近似分段线性模型的准确度增加至任何期望水平。一般地，可以用分段线性模型来近似任何η墨模型，其中，每个线性模型基于η墨模型的雅可比矩阵。
[0067]为了定义η墨模型是否是规则的，与也称为色彩轮廓特性的用于打印机特性的一组一个或多个值和/或范围相比，定义并评估η墨模型的一个或多个特性，也称为打印机特性或轮廓特性或色彩轮廓特性。具有用来检查彩色设备是否是规则的所需值和或范围的准则将称为规则性准则。如先前所讨论的，将主要针对分段线性η墨模型定义规则性准则，然而，在大多数情况下可以针对非分段线性模型容易地扩展这些概念。
【专利附图】
【附图说明】
[0068]图1示出了具有红色、绿色和蓝色着色剂的三墨过程的所需行为:在色值201与着色剂值101之间存在唯一映射900。
[0069]图2示出了对于具有红色、绿色和蓝色着色剂的三墨过程而言要避免的问题:能够用着色剂空间100中的着色剂立方体800内部的两个着色剂组合101来获得色彩空间200中的色域内色彩201的情况。
[0070]图3示出了对于具有红色、绿色和蓝色着色剂的三墨过程而言要避免的问题:能够用着色剂立方体8中的两个着色剂组合101、102获得的色彩空间200中的色域边界801处的色彩202的情况；一个在着色剂立方体800内部101且一个在其边界处102。
[0071]图4示出了如果每个色彩可用多个着色剂组合的话，对于具有红色、绿色和蓝色着色剂的三墨过程而言要避免的虹彩效应:色彩空间中的分离表的连续采样点203、204映射201到不适当着色剂组合103、104。
[0072]图5示出了具有青色、品红色、黄色和黑色着色剂的四墨过程的所需行为:能够用着色剂空间100内部的在着色剂边界810处开始和结束的连接路径105获得的色彩空间200中的色域内色彩201。
[0073]图6示出了具有青色、品红色、黄色和黑色着色剂的四墨过程的所需行为:可以在着色剂边界810处用一个着色剂组合112来获得色域边界801处的色彩202。
[0074]图7示出了具有青色、品红色、黄色和黑色着色剂的四墨过程的所需行为；色彩空间200中的连续路径205映射900到着色剂空间110中的连续路径115。
[0075]图8示出了具有青色、品红色、黄色和黑色着色剂的四墨过程的问题:能够用着色剂空间120中的一个路径225来获得色域内色彩201，但是在路径与K值之间不存在唯一关系O
[0076]图9示出了具有青色、品红色、黄色和黑色着色剂的四墨过程的问题:能够用着色剂空间120中的两个路径226来获得色域内色彩201，其中，着色剂组合并未被连接224。
[0077]图10示出了具有青色、品红色、黄色和黑色着色剂的四墨过程的问题:能够用着色剂空间120中的两个路径227来获得色域内色彩201，其中，着色剂组合未被连接且两个路径对于某些点而言具有相同的黑色值223。
[0078]图11示出了具有青色、品红色、黄色和黑色着色剂的严格单调规则四墨过程:可以通过使着色剂空间120中的路径225单调减小、因此黑色值减小且CMY值增加来获得色彩空间200中的连续路径205。
[0079]图12示出了三维立方体到6个四面体601、602、603、604、605、606的划分。
[0080]图13示出了单元1351中的三维着色剂立方体1350的划分及内部面1301和边界面1302的示例。
[0081]图14示出了用于三维着色剂空间130的奇异面901及其到色彩空间230的映射。
[0082]图15示出了具有青色、品红色、黄色和黑色着色剂的四着色剂空间120中的特性矢量场，其中，每个单式，矢量场是恒定的且与映射到色彩空间200中的相同色彩的着色剂空间中的路径相切。
[0083]图16示出了用于其中一个着色剂是黑色的三墨过程的奇异面及其到色彩空间240的映射906。
[0084]图17示出了用于其中一个着色剂是黑色的规则三墨过程的奇异面及其到色彩空间240的映射906。
[0085]图18示出了二维着色剂空间150被分裂1810成由某些色彩组合1801定义的单形的方式。
[0086]图19在系统1900中示出了示例性打印机1970，其执行从着色剂空间或色彩空间到打印机1970的着色剂空间的色彩空间转换、色彩管理、色彩转化和打印图像。
[0087]参考标号列表
21:青色、品红色和黄色着色剂的轴
22:黑色着色剂的轴
31:红色着色剂的轴
32:绿色着色剂的轴
33:蓝色着色剂的轴
41:青色着色剂的轴
42:黑色着色剂的轴
43:黄色着色剂的轴
44:品红色着色剂的轴
100:具有红色、绿色和蓝色着色剂的三墨过程的着色剂空间
101:着色剂立方体内部的着色剂值
102:着色剂边界处的着色剂值(RGB墨过程)103:用色彩203映射的着色剂值
104:用色彩204映射的着色剂值
105:2个着色剂值之间的着色剂空间中的路径112:着色剂边界处的着色剂值(CMYK墨过程)
115:2个着色剂值之间的着色剂空间中的路径
120:二个维度上的用于四维着色剂空间的着色剂空间呈现130:着色剂空间
141:用于着色剂I的轴
142:用于黑色着色剂的轴
143:用于着色剂2的轴
144:边界面
145:奇异面
146:法向矢量
147:法向矢量
148:奇异面
150:以着色剂I和着色剂2作为着色剂的二维着色剂空间的着色剂空间
151:用于着色剂I的轴
152:用于着色剂2的轴
200:色彩空间
201:色域内色彩
202:色彩空间的边界处的色值
205:2个色彩之间的色彩空间中的路径210:色彩空间中的分离表
221:最小黑色值
222:最大黑色值
223:用于给定黑色值的多个着色剂组合
224:没有用于给定黑色值的着色剂组合
225:色值的着色剂空间中的路径
226:色值的着色剂空间中的路径的一部分
227:色值的着色剂空间中的路径的一部分230:色彩空间
240:色彩空间中的分离表
601:四面体I
602:四面体2
603:四面体3
604:四面体4
605:四面体5
606:四面体6
800:用于三维着色剂空间的着色剂立方体801:色彩空间的边界
810:用于四维着色剂空间的三维中的着色剂立方体
820:用于其中黑色是着色剂中的一个的三维着色剂空间的着色剂立方体
900:色值与着色剂值之间的唯一映射
901:奇异面
902:不是色值与着色剂值之间的唯一映射
903:用于CMYK墨过程的色值与着色剂值之间的映射
905:用于CMYK墨过程的色值与着色剂值之间的映射
906:映射到色彩空间
1301:内部面
1302:边界面
1350:三维着色剂立方体
1351:单元
1500:在色彩1510上映射的着色剂空间中的路径(=R)
1501:在色彩1511上映射的着色剂空间中的路径(=S)
1502:在色彩1512上映射的着色剂空间中的路径(T)
1503:在色彩1513上映射的着色剂空间中的路径(=U)
1510:色值
1511:色值
1512:色值
1513:色值
1801:着色剂组合1810:分裂成单形
2400:白色的色值
2401:黑色的色值
2402:着色剂I的色值
2403:着色剂2的色值
2404:着色剂I和黑色的墨组合的色值
2405:着色剂I和黑色的墨组合的色值
2406:着色剂I和黑色和着色剂2的墨组合的色值
2407:着色剂I和着色剂2的墨组合的色值
6000:P0；0,o
6001:Ρ0；0,ι
6010:P0； 1；0
6011:P0’u
6100:P1；0,o
6101=Plitu
6110=P1J0
6111=Pm 根据以下描述，本发明的更多优点和实施例将变得显而易见。
【具体实施方式】
[0088]η墨模型的分段线性近似考虑具有η个着色剂的着色剂空间Wn，Wn = {(c1，...,cn) I 0<c1<100,...，0〈cn〈100}，以及具有维度3的色彩空间R3，R3 = {(y1, y2, y3 ) | -⑴<yk+⑴，…，-⑴<y3<+ oo }。
[0089]η墨模型将着色剂组合(c1，…，cn)呈递到相应的色值(y1，y2，y3)。意味着可以用映射F:Wn— R3I F(C1^-Jn) = (y1, y2, y3)来描述η墨模型，其中Wn是着色剂立方体。
[0090]实际上，η墨模型是基于被打印和测量的打印机目标。打印机目标包括用有限集IwJWn (即在着色剂立方体Wn内部的固定点Wi，i = 1，…，N的网状物)描述的多个色彩贴片。可以用集合{Pi} e R3 = {(y1,/, y3),-⑴〈y1，y2，y3〈⑴}来表示相应测量结果；即 F(Wi) = P”
[0091]我们将此网状物称为η墨模型的测量数据。因此，测量数据是离散映射f: {wj —{pj，使得对于 i = 1，…，N 而言，f(Wi) =Pi = F(Wi)n
[0092]为了简单起见，我们将自身限制到如下的在着色剂立方体中定义的规则网格的情况:Wn = [O, 100] X...X [O, 100]。
[0093]对于k = l，...，n，考虑 N(k)+1 个实数的有限集 Zk = {ck。，…，ckN(k)}，O=Ckc^..〈C N(k厂 100。
[0094]具有N = [Ν(1)+1][Ν(2)+1][Ν(3)+1]...[Ν(η)+1]的 N个点的积网状物{wj = Z1X…X Zn Wn定义着色剂立方体中的规则网格。
[0095]制作色彩分离表中的最困难问题是η墨模型的倒置，即找到连续映射g: F(Wn)—Wn, F的逆向映射，即映射g和F的组成是集合F(Wn)的相等映射，F0 g=IdF(w)。
[0096]定义单形:假设着色剂立方体Wn被分解成K个集合Δ]的联合，具有集合Δρ j=l,…，K的Wn = U J=1；...；K Δ j , η维单形。任何两个单形Δ j和Δ k的交集是空的,Δ」r,Δ k= 或者是这些单形中的一个的边界单形(其中维度< η)。
[0097]三维(分别地四维)空间中的单形称为四面体(分别地五面体)。
[0098]定义分段线性映射:如果存在η维着色剂立方体Wn的单形分解W1 = KJ Δ」，使得对于所有j而言，到单形Δ j的映射F的限制FlAj: Aj-R3是线性映射，则将连续映射F: Wn — R3称为分段线性的。
[0099]换言之，FI Aj (c) = Bj + BjC，其中，c = (c1, - ,c11)1是着色剂值的η维矢量，Bj是3Xn矩阵，并且a」是三维矢量，对于j=l，...，K，a」e R3。
[0100]如果用分段线性η墨模型来近似非分段线性η墨模型F = (F1(C), F2(c)，F3(C)),则用非分段线性模型的雅可比矩阵来获得矩阵Bj,即
η ^Pk ( χ
■■NMNN■.% Jtft- ft
I_ ——-}.0C
其中，k=l, 2，3为矩阵Bj的行,且1=1，..., η为列。
[0101]另一方面，从用于给定的一组着色剂值的非分段线性η墨模型的评估获得矢量aj;通常是针对单形Δ ^的顶点中的一个。
[0102]定义非退化分段线性映射:如果矩阵B」对于所有j=l，…，K而言是非退化的，即Clet(Bj) Φ 0，则将分段线性映射F称为是非退化的。
[0103]用于三墨彩色设备的分段线性三墨模型
让着色剂立方体W3内部的点Wi (i=l，…，N)的有限集IwJ [ W3为规则网状物。考虑测量数据的离散映射f:1wi} — {pJ，其中，对于i=l, “.，Ν, Pi = f(Wi) =F(Wi)。
[0104]为了用连续映射F: W3 — R3来近似给出的离散映射f，使用分段线性内插。在这里仅描述了四面体内插，但是可以通过利用其它线性内插技术、非线性内插公式或其它模型来获得类似结果。
[0105]根据规则网状物的定义，对于k=l，2，3而言，存在N(k)+1个实数的一维网状物Zk ={ck0，...，ckN(k)}，其中 O=Cktl〈…<ckN(k)=100，使得 IwJ = Z1 X Z2 X Ζ3.—?3 且N= [N ⑴+1]
[N⑵+1] [N(3)+l]。
[0106]其意味着可以将三维着色剂立方体W3分解成网状物平行六面体单元IIi j lt =[C11-DC1i] X [C2jm, C2j] X [C3k-DC3k], i=l,…，N(1), j=l,…，N(2), k=l，...，N(3)的联合
【权利要求】
1.一种用于生成色彩轮廓的计算机实施方法，其包括用于彩色设备的前向查找表和逆向查找表，包括步骤: (a)从针对彩色设备创建的测量文件的数据之中或从来自彩色设备的色彩轮廓的前向查找表的数据之中创建η墨模型，其适合于将着色剂空间中的一组着色剂值传递至色彩空间中的一组色值； (b)根据η墨模型或根据也称为色彩分离表的色彩轮廓的逆向查找表创建倒置η墨模型； (c)对前向查找表中的η墨模型进行转换； Cd)对逆向查找表中的倒置η墨模型进行转换； 其特征在于创建η墨模型之后的额外步骤: (e)选择色彩轮廓特性； (f)基于具有一个或多个值和/或值范围的色彩轮廓特性而确定η墨模型是否并不规则； (g)如果η墨模型并非规则，通过修改η墨模型来进行优化； (h)可选地重复步骤(e)直至(f)，直至η墨模型为规则的为止。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述彩色设备是打印机或显示系统。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中，所述所选η墨模型包括分段线性η墨模型。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，其中，所述彩色设备是三墨彩色设备，并且其中，所述η墨模型是三墨模型，还包括步骤: -将三维着色剂立方体分解成四面体的联合； -用所述分段线性三墨模型来近似用于三墨彩色设备的原始三墨模型，其中，所述分段线性三墨模型包括用于四面体的原始三墨模型的多个雅可比矩阵； 并且其中，所述打印机特性是所述多个雅可比矩阵的行列式的多个符号。
5.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，其中，所述η墨模型是四墨模型，其中，所述方法还包括步骤: -将四维着色剂立方体分解成五面体的联合； -组成在所述五面体中限定的多个线性模型的所述分段线性四墨模型； -确定在所述五面体中限定的所述四墨模型的特性矢量场； 其中，所述打印机特性是特性矢量场的符号签名。
6.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，其中，η大于四，其中，所述所选η墨模型包括多个分段线性四墨模型，每个分段线性四墨模型是用于η墨中的四个的子集，并且其中，所述打印机特性是所述多个分段线性四墨模型的特性矢量场的所述多个符号签名。
7.一种计算机可读介质，包括软件指令，该软件指令当在处理器上执行时可应用于指挥处理器生成彩色设备的色彩轮廓，所述软件指令还可操作用于指挥处理器以便: 一从针对彩色设备创建的测量文件的数据之中或者从来自彩色设备的色彩轮廓的前向查找表的数据之中创建η墨模型，其适合于将着色剂空间中的一组着色剂值传递至色彩空间中的一组色值； 一根据η墨模型或根据也称为色彩分离表的色彩轮廓的逆向查找表创建倒置η墨模型； 一对前向查找表中的η墨模型进行转换； 一对逆向查找表中的倒置η墨模型进行转换； 一选择色彩轮廓特性； 一基于具有一个或多个值和/或值范围的色彩轮廓特性而确定η墨模型是否并非规则； 一如果η墨模型并非规则，通过修改η墨模型来进行优化。
【文档编号】H04N1/60GK104205796SQ201380010565
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2013年2月21日 优先权日:2012年2月22日
【发明者】M.梅伊, K.范德维德, D.图尼特斯基 申请人:爱克发印艺公司