基于GRNN神经网络的颜色空间转换研究-论文.pdf

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1、第23．-g第3期高等职业教育一天津职业大学学报基于GRNN神经网络的颜色空间转换研究李国辉张小文(天津职业大学，天津300410)摘要：印刷的原理就是从标准色空间到印刷色空间的一种非线性转换，纽介堡方程是连接这两个空间的纽带。首先设计好印刷测试样张，测量各专色的XYZ值和网点面积率值，将实测值和计算值进行比较，分析误差的范围。利用实验所得数据对纽介堡方程进行仿真，结果表明：GRNN法较传统的高斯一赛德尔法有效。关键词：纽介堡方程；神经网络；仿真中图分类号：TP391．9文献标识码：A文章编号：

2、1008—841512014]一03—0087—041引言其中x、Y、z为所生成色的三刺激值。印刷就是批量复制原稿的工艺过程，能否把其他变量的含义见表I：原稿的色彩信息准确地传递给印刷品是衡量印刷其中，C、m、y分别为青、品红、黄色网点产品质量的关键，也是印刷工程的核心技术之在纸张上的网点面积率。一。因此，在印前阶段要把待印产品的信息传递表I纽介堡方程各变量的含义到印刷版上，这实质上就是从CIEXYZ颜色空间到CMYK颜色空间的一个转换(如图l，2所示)。借助分色理论，纽介堡方程建立了CIEXY

3、Z颜色空间到CMYK颜色空间的一个映射。图ICIEXYZ标准色空间图2CMYK印刷色空间1937年，纽介堡(Neugebauer)由格拉斯曼的色光混合定律建立了印刷网点呈色数学模型。对于三色印刷，其表达式如下：IX：fwX+fvX+fmXm+X+frx+Xg+fbXb+fkXk{Y：fY+fY+fmY+Y+frY+fgYg+fbYb+fkYk(1)IZ：z+fyz+fZm+z+fz+fgZg+fbzb+fkZk收稿日期：2014—06—04作者简介：李国辉(1977一)，男，天津市人，天津职业大

4、学基础课部，讲师，硕士。第23卷第3期高等职业教育一天津职业大学学报平面印刷显示颜色的基本单位是网点，它是测试样张包括W，C，M，Y，R，G，B，XBK8种XX用来显示颜色变化以及连续色调图像层次的基本颜色的实地色块和以网点面积率20％递增的渐变单位。对于印制品，网点的形状、大小等特性对色块；一一于原稿的色泽及亮度水平的再现尤为重要。纽介第二步，按照c，M，Y的色序，使用天津津堡方程是根据印刷网点呈色原理建立起来的理想亚油墨，157g／mlzJ叵联铜版纸，利用长荣传统样机化的数学模型。然而，由于

5、实际印刷中复制情况打印样张(如图4所示)；千差万别，纸张、油墨特性干变万化，而网线角度也很难控制，使得叠印部分颜色的光谱反射率并不等于各油墨层的光谱反射率之和，这就决定了印制品与原稿之间必然存在着印刷误差。国内有学者将BP神经网络引入到颜色空间转换，来求解纽介堡方程。用BP神经网络逼近函数时，收敛速度慢，易陷入局部最小值，不能取得全局最小值，在小样本而且噪声较多时，甚至不收敛。GRNN在这些方面较BP神经网络具有优势，本文基于GRNN神经网络对纽介堡方程的计算误差进行探讨。图4测试样张图广义回归

6、神经网络(GRNN)是1991年美国学第三步，使用爱色丽528分光密度计测量各色者施佩希特提出的一种神经网络，它是一种径向块的XYZ值并记录(见表2)，验证纽介堡方程计基函数神经网络。GRNN网络的拓扑结构类似于算的精度。RBF网络，其结构有四个层次，如图3所示，第一表2CMY叠印的XYZ值(部分)层是输入层(inputlayer)，第二层是模式层(pat—ternlayer)，第三层是求和层(summationlayer)，最后是输出层(outputlayer)。对应网络输入x=[x。，x：，

7、⋯，x]，其输出层为Y=[y．，Y2，⋯，yk]。输入层模式层求和层输出层图3广义回归网络结构图2实验仿真2．1实验器材天津长荣印刷设备有限公司的传统样机、爱色丽528分光密度计、爱色丽418反射密度计、157g／m匾联牌铜版纸、天津津亚油墨。2．2实验内容第一步，利用Photoshop软件设计测试样张，第23卷第3期高等职业教育一天津职业大学学报按照色块网点面积率20％的递增规律，共测根据计算的结果，可以检验回归方程的有效试了175组数据作为xYz的刺激值。为了减小误性，这就需要计算和分析残余

8、标准差。若已知网差，在测试每个色块的xiYizi值时，测试了l0组点面积元‘，f2,．--,fo，在x、Y、z已知的情况下，其均数据，用这10组数据的平均值作为刺激值来求解值分别为：纽介堡方程。fIX=∑8JXi纽介堡方程是一个含有三个方程，每个方程{l8有8项的3元3次非线性方程组，理论上很难求出Y=∑IYi(2)Ii=1其解析解，因此只能采用数值解法。常用NewtonIlZ=∑8】Zi迭代法、Gauss—Seidel(高斯一赛德尔)迭代法、Li=1多元回归法等来求解。纽介堡方程的求解过程较残