色域边界描述方法
【专利摘要】本发明提供一种色域边界描述方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，利用球面坐标系表示待描述色域；步骤2，将CIELAB标准颜色空间划分为多个分区；步骤3，查找各个分区的最外围颜色样本点GBD点；步骤4，计算待映射颜色点P点的球坐标值；步骤5，计算各GBD点在ψ面上的投影点；步骤6，计算各GBD点在ψ面上的方向角；步骤7，调整各GBD点的方向角和色相角；步骤8，将GBD点总集划分为4个子集；步骤9，在4个子集内分别计算三角形插值的候选GBD点；步骤10，根据最小γ值的GBD点和P点的球坐标值构件颜色点；步骤11，选择3个满足三角形插值的候选GBD点；步骤12，通过三角形插值计算P点对应的色域边界点P*；步骤13，计算其他待映射颜色点对应的色域边界点。
【专利说明】色域边界描述方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及计算机图像处理及色彩管理领域，具体涉及一种彩色图像及其显示设 备和输出设备的色域边界描述方法。
【背景技术】
[0002] 色彩管理是保证色彩信息在跨媒介传输时准确再现的一种技术，其核心是在色彩 正确可视化的前提下实现不同颜色空间的匹配，即色域映射。色域映射实施的前提则是色 域边界的准确提取与描述。
[0003] M. Mahy提出一种基于钮阶堡方程的分区色域描述模型，模型将η色输出设备色域 分解成若干个含η-1个基色的分部，对这些分部逐个描述进而完成总体色域的描述，但该 方法仅适用于打印输出设备。Raja Β.提出一种基于改进凸壳算法的色域描述方法，该方 法首先在待描述色域内进行采样，然后使用凸壳算法提取采样点集中处于色域边界的样本 点，但由于该算法往往将部分色域内部采样点错判为色域边界点，因此计算出的色域边界 与实际色域存在一定的偏差。J.Morovic提出了分区最大边界描述法，将色域边界的描述分 为色域边界描述器的计算与线色域边界的计算两步，但该算法在具体实施过程中需要对数 据进行两次插值，一是对不存在采样点的色域分区通过插值得到对应分区的边界点数据， 二是通过插值得到相应的线色域边界点，此外该算法在求解线色域边界时还需要对插值得 到的线色域边界点再进行一次拟合，过多的插值与拟合计算在一定程度上引入了误差，影 响了色域边界描述的准确度。
【发明内容】
[0004] 本发明是针对上述问题进行的，目的在于提供一种色域边界描述方法，实现在色 域映射过程中对彩色图像及其显示和输出设备的色域边界的准确描述。
[0005] 本发明为实现上述目的，采用了以下的技术方案：
[0006] 本发明提供一种色域边界描述方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0007] 步骤1，在待描述色域内对颜色样本点进行颜色采样，获得色域颜色样本集，将该 色域颜色样本集中的颜色样本值转换到CIELAB标准颜色空间，并通过下列公式计算每个 颜色样本点的球面坐标值：
[0008]
【权利要求】
1. 一种色域边界描述方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1，在待描述色域内对颜色样本点进行颜色采样，获得色域颜色样本集，将该色域 颜色样本集中的颜色样本值转换到CIELAB标准颜色空间，并通过下列公式计算每个所述 颜色样本点的球面坐标值：
式1 式中，（L，a，b)是所述颜色样本点对应的CIELAB颜色值，（LE，a，b)是球坐标系原点E 对应的CIELAB颜色值，（Υ，α，Θ )是所述颜色样本点的球面坐标系值，γ是所述颜色样本 点到球坐标系原点Ε的距离，α是色相角，在〇?360°范围内，Θ是色相角为α时的平 面内角度，在-90°?90°范围内； 步骤2,采用球坐标表示CIELAB标准颜色空间，通过对球坐标系中α和Θ值的均匀划 分将CIELAB标准颜色空间划分为多个分区； 步骤3,在所述步骤1所得的所述色域颜色样本集中分别查找所述步骤2所得的各个所 述分区中的最外围颜色样本点，该最外围颜色样本点具有最大的Y值，将各个所述分区的 所述最外围颜色样本点作为相应的所述分区的色域边界点GBD点，对于不包含所述颜色样 本点的所述分区不作处理； 步骤4,将一个待映射颜色点记为P点，计算该P点对应的CIELAB颜色值，记为 (^，叫，、），通过所述式1计算所述P点的球面坐标值，记为（Yi，ai，θ); 步骤5,将所述P点的a i值所确定的色相面记为a i面，将与该a i面相隔180°的色 相面记为a i'面，将所述a i面和所述α /面共同组成的球坐标面记为ψ面，采用该ψ 面将球坐标系切成两个相等的部分，将所述步骤3得到的各个所述GBD点投影到所述Ψ面 上，得到对应的投影点GBD'点，将所述GBD'点的CIELAB颜色值记为〇；，3'，13'），采用下列 等式计算所述GBD'点在所述Ψ面上的彩度值 ：
式2 式中，C是所述GBD'点在所述Ψ面上的彩度值，（a'，b'）是所述GBD'点的CIELAB色 度值； 步骤6,在所述Ψ面上以球坐标系原点E点为原点，以所述C为横坐标，以所述L为纵 坐标建立直角坐标系，记为C-L坐标系，并在该C-L坐标系内计算各个所述GBD点在所述Ψ 面上的方向角β，计算公式如下：β = tanKL'-Le)/C) 式3 式中，L'是各个所述GBD'点的CIELAB亮度值，LE是所述C-L坐标系原点的CIELAB亮 度值，β在0?360°范围内； 步骤7,根据所述式2和所述式3计算所述Ρ点在所述Ψ面上的方向角β ,，并以该β i 和所述步骤4计算得到的所述色相角α,为基准，对各个所述GBD点的所述方向角β值及 色相角α值进行如下调整：
式4 式中，α、β分别表示各个所述GBD点的色相角与所述Ψ面上的方向角，α ρ β ,分别 是所述P点的色相角与所述Ψ面上的方向角，α '、β '分别是调整后的所述GBD点的色相 角与所述Ψ面上的方向角； 步骤8,根据所述α '、β '值，将所有的所述GBD点总集划分为四个子集，分别记为子集 1、子集2、子集3以及子集4,使所述子集1所包含的GBD点的α'和β'值均在〇?180° 之间，所述子集2所包含的GBD点的α '值在〇?180°之间而β '值在180°?360°之 间，所述子集3所包含的GBD点的α'值在180°?360°之间而β'值在0?180°之间， 所述子集4所包含的α '和β '值均在180°?360°之间； 步骤9,在所述步骤8所得的四个所述子集中分别计算各个所述GBD点与所述Ρ点的球 坐标差Λ α和Λ Θ，并选取具有最小（Λ α + Λ Θ )/2值的GBD点作为三角形插值的候选分 区色域边界点，共得到四个候选分区色域边界点，所述△ α和△ Θ的计算公式如下：
式5 式中，α、Θ是各个所述GBD点的球坐标值，α ρ Θ i是所述Ρ点的球坐标值； 步骤10,将所述步骤9所得的四个所述候选分区色域边界点中γ最小的记为Ymin，以 YMi/2和所述P点的a i和Θ i值作为球坐标值构建颜色点，记为P'点，则该P'点位于所 述待描述的色域内，且所述P'点、所述P点以及球坐标系原点E三点共线； 步骤11，按照如下公式判断任意三个所述候选分区色域边界点是否满足三角形插值：
式6 式中，Q、t^、L2、a2、b2、L3、a 3、b3分别是参与判断的三个所述候选分区色域边界点 的CIELAB颜色值，L/、a/、b/是所述步骤10得到的所述P'点的CIELAB颜色值，LE、aE、 %是球坐标系原点E点的CIELAB颜色值，λ、μ、v是所述式6计算出的判断系数，当 λ彡0, μ彡0, ν彡〇,且λ + μ + V彡1时，所述Ρ'点位于球坐标系原点Ε点和所选的三 个所述候选分区色域边界点所构成的四面体内，即Ε、Ρ'两点连线与三个所述候选分区色 域边界点所构成的空间三角形相交于一点，该交点即为所述待映射颜色点Ρ点所对应的色 域边界点Ρ%此时所选的三个所述候选分区色域边界点符合三角形插值的要求； 步骤12,根据所述步骤11中选取的三个所述候选分区色域边界点和所述Ρ'点的 CIELAB颜色值，通过三角形插值得到所述Ρ点所对应的色域边界点Ρ%插值过程如下：
所述式7中，ΙΛ a' b#为所述待映射颜色点P点所对应的色域边界点P#的CIELAB颜 色值； 步骤13,重复所述步骤4?12,计算其他所有的待映射颜色点所对应的色域边界点的 CIELAB颜色值。
【文档编号】G09G5/02GK104112081SQ201410371181
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年7月31日 优先权日:2014年7月31日
【发明者】叶程, 刘真, 吴明光, 张建青, 吴光远, 白韬韬, 刘攀, 于海琦 申请人:上海理工大学