基于ciecam02平台的图像色域映射算法的研究

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1、南京林业大学硕士论文作者：许向阳和颜色复制跨媒体化的要求，又对当前的色彩管理机制提出了挑战。依据ICC色彩管理机制的原理可知该技术的实施需要解决三个关键的问题：①PCS的选取问题，②色域映射算法，③CMM的插值算法。在实际使用发现当前的色彩管理技术仍然存在一些技术上的制约，还有不完善的地方，有些问题还有待颜色理论的发展。主要表现在下面的几个方面14J：1)跨媒体颜色再现的问题。在色彩管理的应用中，要求颜色在各类设备上传递时要保持颜色外貌一致。然而，现代的色彩管理技术是基于目前的颜色科学理论建立的。目前的颜色科学理论是建立在相同材料、相

2、同观察条件下颜色匹配的基础上，在理论上不能完全解决色彩管理技术面临的跨媒体颜色再现问题，而跨媒体颜色再现的问题需要由颜色视觉理论来解决，需要研究和建立基于人眼视觉的颜色模型称之为色貌模型。CIETCl．34(负责色貌模型检验评估)对色貌模型的定义为：色貌模型是指至少能对相关色貌属性如：明度、彩度和色相进行预测的数学模型【5J。主要是为解决了不同媒体在不同背景，不同观察环境下的颜色再现的问题，力图将观察条件对人眼视觉的影响用定量的方法来表示。然而人的视觉系统是一个非常复杂的系统，远比色度学理论复杂得多，除了对颜色有明度、色调和彩度的分辨

3、感觉之外，颜色感觉的结果还取决于被观察物体，并且还会受到照明条件、观察条件、背景颜色、环境光、色适应等复杂因素的影响。所以对色貌模型的研究是长期以来颜色科学领域的一个热点话题。许多科学家致力于色貌模型的研究，并且也推出了许多成果。为能够有一个标准的模型应用于实际的工业生产，CIETC8．01总结前人的研究成果于1997年和2002年先后推出CIECAM97s16j和CIECAM02I7J色貌模型，丰富了颜色视觉理论。与目前广泛使用的CIELAB颜色系统相比，在色貌模型中不仅要考虑了颜色样品和照明光源的因素，还要考虑到照明条件、背景颜色

4、、环境光、色适应等对颜色感觉的影响，模拟实际观察条件下的颜色感觉。2)色差计算问题。在所有需要控制颜色的场合都需要计算色差，目前广泛使用的是CIEl976LAB色差公式，而这个颜色空间在视觉上并不是非常均匀的，所计算的色差与实际的颜色感觉不完全一致。并且这种色差的计算公式是建立在均匀色块的基础上的，而实际复制中的颜色关系是非常复杂的，所以色差的计算也是现在颜色科学研究领域的一个热点话题。鉴于色貌模型研究的成果，有专家建议使用色貌模型进行色差的计算。在色差计算公式的研究中也已推出很多成果，如CIE94、CIE2000和CMC等改进的色差

5、公式。于是CIE建议色差的计算采用△L、△H、△C的加权平方和计算，但由于颜色感觉的复杂性，色差的计算系数与具体的观察条件有关，目前还没有任何一个色差公式能够适用于所有的应用场合，色差的计算方法仍然需要大量的研究和实验。3)色域映射算法问题。色域映射是色彩管理的三要素之一，是颜色转换时的计算方法，是色彩管理中最核心的部分。IcC在处理目标与源色空间不一致的情况时，推荐了四种色域映射的再现意图，但并没有规定计算的方法。实际情况是色域映射的计算方法不同颜色的转换结果不同。所以实际使用中无论采用哪种再现意图方式，都不会对所有类型的图像产生满

6、意的效果，如此说明了，色域映射不仅与使用目的有关，还与处理对象的内容有关。例如，一幅暗调层次比较丰富的夜景图像的颜色转换与一幅以亮调为主的婚纱摄影图像的转换就不能使用相同的算法，然目前的色彩管理还达不到这样的功能。因此，色域南京林业大学硕士论文作者：许向阳映射的算法仍然是目前研究的一个重点。在新的WCS色彩管理系统的介绍中提到该系统增强了色域映射时不同再现意图的功能，使再现的颜色更符合观察条件下的颜色感觉。在色域映射的发展和研究中，对于一个特定的应用目的，最优的映射方案是要依据映射两端的源和目标色域、图像内容以及用户的目的和偏好来设计

7、映射算法。依据Morovic和Btaun【8】对色域映射的调查结果表明，一般说来许多色域映射方法的设计都是出于不同的应用目的，所以在特定的情况下都表现出了良好的转换结果。如有代表性的色域映射算法，像LLIN、SLIN、CUsP、GCUSP和CAⅪSIIA等，但是这些算法的共同点是都是基于设备相关的映射方案，也就是在映射执行时仅考虑参与映射的源特性文件色域与目标特性文件色域差异情况，没有针对图像特点来设计。所以为了适应色彩管理的时代发展要求，色域域射的发展趋势就是使用依据图像内容的自适应转换方法，或称为与图像内容相关的色域映射算法。这种

8、转换方法的基本思路是在转换前要充分考虑图像内容的阶调分布情况，然后根据图像的阶调和颜色的分布情况来设计动态的色域映射方法。1．3论文研究目的和意义本课题是依据时代对颜色复制的跨媒体化发展要求，以及考虑到现今ICC色彩管理