本发明涉及一种色觉分类检测图的制作方法，通过选择不同光谱原色的油墨(或墨水、墨粉、染料)，在同一承印材料的不同位置输出检测图的背景层和数字层。要求代入不同颜色匹配函数i,ii计算背景层和数字层的ciede2000色差值差别较大。色觉正常的观察者，在观看检测图时，部分观察者能清晰的识读背景层上的数字，即分类为观察者i；部分观察者不能清晰的识读背景层上的数字，即分类为观察者ii。该检测图类似于色盲检测图，能快速、便捷的将色觉正常观察者的红、绿、蓝三色锥细胞的光谱响应能力进行分类，从而分类色觉正常观察者的颜色分辨能力。
背景技术：
不同的观察者对颜色的分辨能力存在着一定差异，这不仅存在于色觉异常者和色觉正常者之间，在色觉正常者之间这种差异性也很明显。随着观察者年龄的增长，其屈光系统晶状体(透镜)的光谱透过率发生了变化，特别是在短波段(380nm-500nm)。随着观察视场的变化，观察者感光系统视网膜中央凹黄斑区感光色素光谱密度也会发生变化，使得观察者在不同年龄和观察视场下，观察者的颜色分辨能力出现了不同程度的变化。现有的色盲检查图能够较为准确、快速的分辨观察者的色觉是否存在异常，如全色盲、红绿色盲、红绿色弱、黄蓝色盲等，但是并不能用于色觉正常观察者的辨色差异检测。
中国专利zl201410242667.2(一种分类观察者颜色匹配函数的方法)，通过搭建颜色匹配实验装置，组织观察者进行了颜色匹配实验，对观察者的红、绿、蓝三色锥细胞的响应能力(即颜色匹配函数)进行了分类。但是该方法操作较为费时，需要借助于专业的实验装置，同时需要被试者具有一定的颜色科学基础知识。中国专利cn106821299a(一种测试色觉正常观察者锥细胞响应的方法)，通过设计颜色相近但光谱反射曲线不同的近同色异谱色样对，组织不同年龄的色觉正常观察者基于心理物理实验的比较法对同色异谱色样对进行色差大小比较判断。该方法需要进行大量的心理物理实验，通过概率统计分析将观察者的颜色匹配函数分类。
技术实现要素：
随着现代颜色科学技术的发展和多样化呈色设备的出现，人们常常使用不同的光谱原色去混合、匹配、复制已有的颜色样本，但两种颜色样本的光谱组成很有可能不同。这就会使得同样的颜色样本对，在不同的光源照明下呈现出不同的颜色外貌；不同的观察者在特定的光源下进行颜色观测，也会出现不同的颜色感觉，导致某些观察者认为匹配的颜色，其他观察者却认为不匹配，这就给摄影、印刷、纺织印染等不同行业调色配色人员的颜色评价工作带来了很大的麻烦。如何快速、准确的分类观察者锥细胞响应，在不同的设备中建立与“观察者个体相关”的特性文件，使得跨媒体颜色再现过程中不同的色觉正常观察者具有相同的颜色感觉，是目前需要解决的问题。
本发明的目的在于提出一种色觉分类检测图的制作方法，该检测图类似于色盲检测图，能快速、便捷的将色觉正常观察者的红、绿、蓝三色锥细胞的响应能力进行分类。将分类观察者的颜色匹配函数应用于颜色再现过程，使得不同色觉正常观察者具有相同的颜色感觉，真正实现跨媒体复制和再现过程中的颜色一致。
本发明通过设计色觉分类检测图的背景层和数字层，分别使用两种(或两种以上)的原色油墨(或墨水、墨粉、染料)，在同一承印材料的不同给定位置输出检测图的背景层和数字层，使检测图的背景层和数字层颜色构成近同色异谱色样对。色觉正常观察者在观测检测图时，对背景层和数字层的色差大小感知不同，通过观察者识读背景层上的数字不同，将其进行分类，从而将色觉正常观察者的锥细胞响应进行分类。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
一种色觉分类检测图的制作方法，包括如下步骤：
(1)在图像处理软件中制作检测图，该检测图包括背景层和数字层两部分，数字层又包括固定数字层和可变数字层；其中，固定数字层与背景层之间具有一定的色差，人眼能明显识别出两种颜色的不同；可变数字层与背景层的颜色接近或相同，但光谱反射曲线具有较大的差异，构成近同色异谱对或同色异谱对；
(2)选择一种原色油墨、墨水、墨粉或染料，再现检测图的背景层和固定数字层，并将背景层颜色作为目标色；
(3)选择另一种原色油墨、墨水、墨粉或染料，再现检测图的可变数字层，并将可变数字层颜色作为比较色；
(4)用两种不同光谱原色油墨、墨水、墨粉或染料分别再现的背景层和固定数字层，及可变数字层在承印材料上构成色觉分类检测图，不同的色觉正常观察者可以有不同的目视结果。
步骤(1)中，检测图(包括背景层和数字层)由大小相同的圆点(如直径为5mm)均匀排列组成，检测图的背景层和固定数字层作为一个整体，与可变数字层既可分离又可合并，即检测图的背景层和固定数字层、可变数字层分别位于检测图的不同位置上，三者共同组成完整的检测图，其中固定数字层起到放大观察者明度色差的作用，可变数字层和背景层起到分类观察者的作用。
根据背景层颜色，确定可变数字层颜色，要求可变数字层和背景层颜色视觉上比较接近，但光谱反射曲线形状具有较大差异，即二者计算得到的ciede2000色差(将可变数字层和背景层颜色光谱反射能量代入不同的颜色匹配函数计算得到可变数字层和背景层的三刺激值，从而再计算得到其ciede2000色差值)具有不同的变化趋势。
采用两种不同的颜色匹配函数计算背景层和可变数字层颜色的ciede2000色差值具有不同的趋势，是指同一可变数字层和背景层用一种颜色匹配函数计算的色差值较大，人眼能够分辨颜色差异；而用另一种颜色匹配函数计算的色差值较小，人眼不能分辨颜色差异。
不同的颜色匹配函数包括cie1931，cie1964，sarkar1，sarkar2，sarkar3，sarkar4，sarkar5，sarkar6，sarkar7，sarkar8。采用上述不同颜色匹配函数计算背景层和可变数字层的ciede2000色差值，从中选择两种计算色差差别较大的颜色匹配函数，一种颜色匹配函数计算的色差值≤1.2，另一种颜色匹配函数计算的色差值≥3.0。
固定数字层与背景层之间具有一定的色差，优选的，固定数字层与背景层要求二者颜色的ciede2000色差值≥5.0。
本发明中，可变数字层可为两个及两个以上，可变数字层位于检测图的不同位置，两个以上的可变数字层同时与背景层和固定数字层组成一个检测图。两个及两个以上可变数字层的光谱反射曲线可相同、相近或不同，但是每个可变数字层的光谱反射曲线必须与背景层光谱反射曲线不同，二者可以构成近同色异谱对或同色异谱对。其中一个可变数字层用第一种颜色匹配函数i计算的色差值偏大，≥3.0，人眼可识别；用第二种颜色匹配函数ii计算的色差值偏小，≤1.2，人眼不可识别；另外一个可变数字层正好相反：用第一种颜色匹配函数i计算的色差值偏小，≤1.2，人眼不可识别；用第二种颜色匹配函数ii计算的色差值偏大，≥3.0，人眼可识别。
步骤(2)和(3)中，检测图的背景层和固定数字层用一种原色油墨(或墨水、墨粉、染料)再现，可变数字层用另一种原色油墨(或墨水、墨粉、染料)再现，要求两种原色油墨(或墨水、墨粉、染料)的光谱反射曲线具有较大的差异，通过调节、控制两种原色油墨(或墨水、墨粉、染料)的比例，实现背景层和数字层的颜色相近。
检测图的背景层和固定数字层合并，但与可变数字层分离开，并分别用不同光谱原色的油墨、墨水、墨粉或染料，在同一承印材料的不同位置输出。背景层、固定数字层和可变数字层设置在检测图的不同位置上，固定数字层和可变数字层组成完整的数字。
步骤(2)和(3)中，可以选择传统印刷、数字印刷、涂布等方式，将检测图的背景层和数字层(包括固定数字层和可变数字层)颜色分别再现在同一承印材料的相对应区域。再现背景层和数字层颜色时，要求数字层和背景层准确定位，不能有所重叠，以达到最佳目视效果。
步骤(4)中，色觉正常的观察者，观看分类检测图可以看到不同的目视结果，从而实现色觉正常观察者的红、绿、蓝三色锥细胞的响应能力(即颜色匹配函数)分类。即色觉正常的观察者观测检测图时，对背景层和固定数字层与可变数字层的色差大小感知不同，部分观察者能清晰的识读背景层上的数字，即分类为观察者i；部分观察者不能清晰的识读背景层上的数字，即分类为观察者ii。
需要说明的是，本发明并不局限于特定的呈色方式，可以是不同输出方式输出的印刷品，也可以是自反光方式呈现的检测图，如在显示设备上呈现。本发明并不局限于特定的光谱原色，只要检测图的背景层和可变数字层能够实现用不同颜色匹配函数计算得到的ciede2000色差值具有较大的差异即可。色觉分类检测图的背景层和数字层并不局限于某种特定的颜色，也可适用颜色空间的任意颜色。
本发明通过设计具有较大光谱差异的背景层和数字层，二者共同组成观察者色觉分类检测图，具有不同红、绿、蓝光谱锥细胞响应的色觉正常观察者观看检测图时有不同的目视效果，从而可以进行观察者的锥细胞响应分类。将分类观察者颜色匹配函数应用于实际检测中，可快速、有效地检测不同观察者的锥细胞响应，在不同的设备中建立与“观察者个体相关”的特性文件，使得跨媒体颜色再现过程中不同的色觉正常观察者具有相同的颜色感觉，为摄影、印刷、纺织印染等不同行业调色配色人员的颜色评价工作带来可参考依据。
下面通过附图和具体实施方式对本发明做进一步说明，但并不意味着对本发明保护范围的限制。
附图说明
图1-1至图1-3分别是实验设计的检测图的背景层和可变数字层1、2。
图2是检测图背景层和两个可变数字层的光谱反射曲线。
图3是用cie1931，cie1964两种颜色匹配函数计算背景层和同色异谱色块的ciede2000色差分布柱状图。
图4-1和图4-2是不同观察者对检测图看到不同的目视效果(含背景层和数字层)。
具体实施方式
本发明通过设计制作色觉分类检测图的背景层和数字层，分别以不同光谱原色的油墨(或墨水、墨粉、染料)，在同一承印材料的不同给定位置输出检测图的背景层、固定数字层和可变数字层，使背景层和可变数字层的颜色构成近同色异谱色样对。背景层和可变数字层颜色光谱反射曲线具有较大的差异，且二者用不同颜色匹配函数计算得到的ciede2000色差值具有较大的差异性。色觉正常的观察者由于具有不同的红、绿、蓝三色锥细胞的光谱响应，部分观察者识别背景层和数字层的色差较大，能清晰识读背景层上的数字；反之，部分观察者识别背景层和数字层的色差较小，不能清晰识读背景层上的数字。根据观察者识读分类检测图的结果，将其分类到不同的颜色匹配函数(即红、绿、蓝光谱锥细胞响应函数)。
本发明涉及一种色觉分类检测图的制作方法，包括如下步骤：
(1)在photoshop图像处理软件中，设计制作检测图的背景层和数字层，图像模式为rgb模式，分辨率设定为300dpi，尺寸为10cm×14cm。检测图的制作类似于色盲检查图，检测图大小相同的圆均匀排列组成，其直径大小为5mm。检测图包括背景层和数字层两大部分，数字层又包括固定数字层和可变数字层1、2，固定数字层和背景层作为一个整体(如图1-1所示)，可变数字层分别位于检测图的不同位置(图1-2和图1-3所示)，二者即可分离又可合并。可变数字层1与可变数字层2的光谱反射曲线可以相似、相同，也可不同，但是可变数字层1、2的光谱反射曲线必须和背景层的光谱反射曲线不同。
(2)将检测图的背景层颜色在photoshop图像处理软件中设置为灰色(r＝122，g＝119，b＝109)，固定数字层设置为r＝140，g＝130，b＝129，用epsonstyluspro7908喷墨打印机在数码彩色打印纸上打印输出检测图的背景层和固定数字层，如图1-1所示，其中固定数字层起到放大明度色差的作用。利用x-riteexact分光光度计(测量波长范围为400nm-700nm，带宽为10nm，测量孔径4mm)测量背景层颜色的光谱反射曲线，如图2所示。背景层与固定数字层的ciede2000色差值≥5.0。
(3)选择与背景层颜色光谱具有较大差异的原色油墨(或墨水、墨粉、染料)，在okic9600彩色激光打印机上寻找满足要求的打印色块，并将确定的色块作为可变数字层1和2，用x-riteexact分光光度计测量可变数字层1，2的光谱反射曲线如图2所示。
(4)将步骤(2)和(3)中背景层和可变数字层1，2的光谱反射曲线分别代入cie1931和cie1964颜色匹配函数计算得到的ciede2000色差值具有较大的差异性，即背景层和数字层颜色用cie1931颜色匹配函数计算的ciede2000色差值较小/较大，但是用cie1964颜色匹配函数计算得到的ciede2000色差值正好相反(较大/较小)，如表1所示。一种颜色匹配函数计算的色差值≤1.2，另一种颜色匹配函数计算的色差值≥3.0。
表1背景层和数字层颜色的ciel*a*b*色度值及ciede2000色差值
表1中，为背景层和可变数字层1、2分别用cie1931和cie1964两种颜色匹配函数计算ciel*a*b*色度值以及ciede2000色差值。背景层和可变数字层1用cie1931颜色匹配函数计算的ciede2000色差值偏大(4.15)，但是用cie1964颜色匹配函数计算得到的ciede2000色差值偏小(1.16)；而背景层和可变数字层2的颜色用两种颜色匹配函数计算的ciede2000色差值正好相反，用cie1931颜色匹配函数计算的ciede2000色差值偏小(0.89)，但是用cie1964颜色匹配函数计算得到的ciede2000色差值偏大(3.03)。
如图3所示，为用cie1931，cie1964两种颜色匹配函数计算背景层和可变数字层的ciede2000色差分布柱状图。可变数字层1用cie1931颜色匹配函数计算出的色差大于3.0，人眼可识别，但用cie1964颜色匹配函数计算出的色差小于1.2，人眼不可察觉；可变数字层2正好具有相反的结果，用cie1931颜色匹配函数计算出的色差小于1.2，人眼不可察觉，但用cie1964颜色匹配函数计算出的色差大于3.0，人眼可识别。利用此趋势来分类不同观察者的锥细胞响应。
(5)利用epsonstyluspro7908喷墨打印机，在步骤(2)中已印有背景层的纸张上输出可变数字层1和2，打印输出时，背景层和数字层定位要准确。
(6)步骤(2)和步骤(5)中输出的背景层和数字层颜色构成了色觉正常观察者分类检测图，如图4-1和图4-2所示。观察者对图4-1和图4-2进行目视观测，有的人可以识别出图4-1中的数字，但不能明显察觉到图4-2的数字；而有的观察者正好相反，可以识别出图4-2中的数字，但不能明显察觉到图4-1的数字。
这表明有的观察者视网膜锥细胞响应接近于cie1931cmfs，而有的观察者锥细胞响应近似于cie1964cmfs。该色觉检测图正是通过观察者对背景层和数字层的色差大小感知不同，识读背景层上的数字不同，进而将其锥细胞响应进行分类。需要说明的是，此检测图的制作并不局限于cie1931和cie1964两种颜色匹配函数，也可用于分类多种颜色匹配函数。
本发明通过选择不同光谱原色的油墨(或墨水、墨粉、染料)，在同一承印材料的不同位置输出检测图的背景层和数字层。要求代入不同颜色匹配函数i,ii计算背景层和数字层的ciede2000色差值差别较大，人眼能够明显识别。色觉正常的观察者，在观看检测图时，不同的观察者看到不同的目视效果，并通过观察者识读背景层上的数字不同，将其进行分类，比如：部分观察者能清晰的识读背景层上的一对数字，即分类为观察者i；部分观察者能清晰的识读背景层上的另一对数字，即分类为观察者ii。该检测图类似于色盲检测图，能快速、便捷的将色觉正常观察者的红、绿、蓝三色锥细胞的光谱响应能力进行分类，从而划分色觉正常观察者的颜色分辨能力。