（計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)專業(yè)論文）打印機(jī)彩色特性自動(dòng)檢測(cè).pdf

摘要 ：打印機(jī)彩色特性檢測(cè)是與設(shè)備無(wú)關(guān)色彩管理的一個(gè)重要組成部分。針對(duì)傳統(tǒng) 打印機(jī)彩色特性檢測(cè)效率低、自動(dòng)化程度不高等缺點(diǎn)，提出一種基于3 - c c d 掃描 儀的打印機(jī)彩色特性自動(dòng)檢測(cè)方法。 本文著重討論了用3 - c c d 掃描儀代替分光色度儀的可行性，分析了檢測(cè)誤差 產(chǎn)生的原因，對(duì)多項(xiàng)式回歸校幣方法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，在對(duì)用原校正靶對(duì)掃描儀 校f 的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，改進(jìn)了校幣靶的生成方法，對(duì)分區(qū)域校f 方 法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，最后給出了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，改進(jìn)的校正方法進(jìn)一步 提高了掃描儀校f 的精度，且滿足了打印機(jī)彩色特性自動(dòng)檢測(cè)的精度要求，有效 地提高了打印機(jī)彩色特性檢測(cè)地可靠性及自動(dòng)化水平。 一 關(guān)鍵詞：c c d 0 j 描儀酊印機(jī)彩色特性檢測(cè)掃描儀校f 色彩管理，多項(xiàng)式回歸 廠 、 a b s t r a c t d e t e c t i n g o ft h e p r i n t e r s c h a r a c t e r i s t i c s p l a y s a n i m p o r t a n t r o l ei nc o l o r m a n a g e m e n ts y s t e m ( c m s ) i nv i e w i n go ft h ed i s a d v a n t a g e st h a tp r i n t e r s c o l o r c h a r a c t e r i s t i c sc a nn o tb em e a s u r e da u t o m a t i c a l l ya n dt h el o we f f i c i e n c yo ft h e m e a s u r i n g m e t h o da tp r e s e n t 3 一c c d - b a s e dm e a s u r i n g t e c h n i q u ei sp r o p o s e d t h ef e a s i b i l i t yo fu s i n gc c d s c a n n e rs u b s t i t u t es p e c t r o p h o t o m e t e ri sd i s c u s s e d t h ee r r o ro fc o l o r i m e t r i cm e a s u r e m e n t u s i n gc c d s c a n n e ri ss t u d i e d t h ec a l i b r a t i o n m e t h o d su s i n gp o l y n o m i a lr e g r e s s i o na r ei m p l e m e n t e d a f t e ra n a l y z i n gt h er e s u l t so f e x p e r i m e n tu s i n gp r e s e n ts c a n n e r - c a l i b r a t i o nm e t h o d ，a na d v a n c e dc a l i b r a t i o nt a r g e ti s a c q u i r e d a tl a s tt h er e s u l to f t h ee x p e r i m e n t sa r eg i x 7 e n t h er e s u l t si n d i c a t et h a tt h e a d v a n c e ds c a n n e r - c a l i b r a t i o nm e t h o dn o t o n l yi m p r o x et h e p r e c i s i o n o f s c a n n e r - c a l i b r a t i o n m o r e ，b u t a l s o e f f i c i e n t l yi m p r o v e t h e r e l i a b i l i t y a n dt h e a u t o m a t i o ni n d e t e c t i n gt h ep r i n t e r s c o l o rc h a r a c t e r i s t i c sm e e t i n gt h ed e m a n do f p r e c i s i o n k e y w o r d ：c c d - s c a n n e rd e t e c t i n gp r i n t e r sc o l o rc h a r a c t e r i s t i c s s c a n n e r - c a l i b r a t i o n c o l o rm a n a g e m e n t p o l y n o m i a lr e g r e s s i o n 第一章緒論 第一章緒論 1 1 引言 人類傳送信息的主要媒介是語(yǔ)音和圖形圖像。掘統(tǒng)計(jì)，在人類接受的信息中， 視覺信息占6 0 ，其他如味覺、嗅覺、聽覺總的加起來(lái)不到4 0 ”。所以，作為傳 遞信息的重要媒體和手段圖形圖像信息很重要，特別是近年來(lái)計(jì)算機(jī)科學(xué)的 突飛猛進(jìn)和彩色印前技術(shù)的同益普及，計(jì)算機(jī)圖形圖像技術(shù)越來(lái)越受到人們的重 視。同時(shí)由于色彩更能吸引人門的注意力，產(chǎn)生某種意想不到的氣氛，使信息因 帶有色彩而更具影響力，所以彩色圖形圖像倍受人們的青睞。雖然色彩的用途在 不斷增長(zhǎng)，然而現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)外部設(shè)備性能極大地限制了人們對(duì)高質(zhì)量的彩色圖 形圖像再現(xiàn)的要求( 如彩色噴墨打印機(jī)) ，以致于一幅圖像在不同的時(shí)間和不同場(chǎng) 合在同一彩色硬拷貝設(shè)備上色彩再現(xiàn)效果各不相同，而在不同的輸入輸出設(shè)備間 的再現(xiàn)效果更是相差甚遠(yuǎn)。這就給廣大的用戶造成了很大的不便，也在很大程度 上限制和阻礙了彩色圖形圖像的應(yīng)用。 。一、 m n 產(chǎn)生色彩再現(xiàn)效果差異的原因很 多，但主要有以下幾個(gè)方面： 1 各種彩色輸入輸出設(shè)備的色彩再 現(xiàn)原理不同。這就決定了它們使用各不 相同的顏色空間，如輸出設(shè)備彩色噴墨 打印機(jī)使用c m y k 減色空間，輸入設(shè)備 掃描儀使用r g b 加色空間。由于設(shè)備之 | 日j 所使用的色彩空間不同，給準(zhǔn)確再現(xiàn) 色彩帶來(lái)很大困難。 2 各種設(shè)備的色彩再現(xiàn)能力有差 異。圖1 1 1 【2 中給出了三種典型設(shè)備在c i e 色度圖中的色域范圍。其中，對(duì)于打 印機(jī)和顯示器而占，由于他們使用不同的成色原理，有些在顯示器上可以顯示的 顏色無(wú)法在打印機(jī)上再現(xiàn)，而打印機(jī)色域中部分顏色也超出了顯示器的色域范圍。 3 在硬拷貝輸出的過程中，輸出的彩色效果將受到墨水、紙張、打印設(shè)置等 諸多因素的影響，是與設(shè)備、過程相關(guān)的。在不同的紙張或在相同的紙張上使用 不同的打印方式打印，或者在打印過程中使用不同的數(shù)字半調(diào)技術(shù)、墨點(diǎn)輸出順 序，得到的效果都會(huì)有所不同。另外環(huán)境光對(duì)輸出圖的視覺效果也有影響。其它 打印機(jī)彩色特性自動(dòng)檢測(cè) 彩色再現(xiàn)設(shè)備也存在這類似的情形。 針對(duì)色彩再現(xiàn)過程中存在的問題，主要可以從兩個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn)：一方面， 要努力改善設(shè)備的性能，盡量增大設(shè)備的色域；另一方面，在電子印前領(lǐng)域，需 普遍使用與設(shè)備無(wú)關(guān)的色彩管理技術(shù)。在第一方面，有的廠商使用了增加墨水顏 色種類柬擴(kuò)大打印機(jī)色域，如p a n t o n e 的h e x a c h r o m e 使用了c m y k 加上特定 的桔黃色和綠色顏料來(lái)更逼真的再現(xiàn)彩色圖象，增強(qiáng)了色彩再現(xiàn)的效果pj 。盡管如 此，前述的色彩再現(xiàn)當(dāng)中的問題依然存在，這就要求引入與設(shè)備無(wú)關(guān)的色彩管理 技術(shù)。色彩管理系統(tǒng)通過建立一套設(shè)備問進(jìn)行色彩交流的客觀規(guī)則，使同一系統(tǒng) 中的各種輸入輸出設(shè)備以及不同系統(tǒng)中的輸入輸出設(shè)備的色彩相匹配。該系統(tǒng)用 一種標(biāo)準(zhǔn)化的方法對(duì)彩色輸入輸出設(shè)備的顏色特性和用戶的繪制要求進(jìn)行描述， 并根據(jù)描述實(shí)施顏色空間的轉(zhuǎn)換、設(shè)備非線性補(bǔ)償、色域匹配以及觀察條件補(bǔ)償 等操作，其目的是為了有效解決設(shè)備彩色特性非理想化帶來(lái)的色彩失真、彩色細(xì) 節(jié)丟失問題，使用戶可獲得所見即所得的顯示、打印效果。色彩管理涉及系統(tǒng)結(jié) 構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)化、設(shè)備特性描述方法、與設(shè)備無(wú)關(guān)色彩表示模型、設(shè)備非線性特性補(bǔ) 償方法和色域匹配等技術(shù)，本文針對(duì)其中設(shè)備特性描述即打印機(jī)彩色特性描述展 丌工作。 1 2 打印機(jī)彩色特性 打印機(jī)彩色特性( c o l o rc h a r a c t e r i s t i c s ) 的獲取主要包括兩個(gè)方面。首先是打 印機(jī)輸入輸出關(guān)系。其次是指打印機(jī)可以再現(xiàn)的色彩范圍，即打印機(jī)的色域。要 建立打印機(jī)的彩色特性的準(zhǔn)確描述，首先要用適當(dāng)?shù)姆稚惴ù蛴〕瞿艹浞煮w現(xiàn) 打印機(jī)彩色再現(xiàn)能力的大量色塊，然后對(duì)該打印機(jī)所打印色塊的色度進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè) 量，即獲得打印機(jī)所打印色塊的色度值，該數(shù)值必須是與設(shè)備無(wú)關(guān)的。 1 3 論文工作的目的與意義 對(duì)打印機(jī)彩色特性的描述是色彩管理系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，輸出圖象的 質(zhì)量在很大程度上取決于打印機(jī)彩色特性的描述是否準(zhǔn)確。但目前的打印機(jī)彩色 特性檢測(cè)方法存在著以下不足： 1 ) 打印機(jī)彩色特性的檢測(cè)須借助分光色度儀進(jìn)行，它的價(jià)格十分昂貴，不適用 于一般的用戶。 2 ) 采用手工方法進(jìn)行，自動(dòng)化程度低，工作強(qiáng)度大，也受到人為因素的影響。 第一章緒論 3 ) 不支持設(shè)備內(nèi)部的在線測(cè)控，不能滿足隨時(shí)隨地測(cè)量彩色特性的需要。 本文針對(duì)上述問題，在分析色度測(cè)量原理的基礎(chǔ)上，對(duì)使用c c d 掃描儀進(jìn)行色 度檢測(cè)的誤差從理論和實(shí)驗(yàn)兩個(gè)角度進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究。所作工作主要有以 下幾個(gè)方面： 1 ) 對(duì)采用c c d 掃描儀進(jìn)行色度檢測(cè)的誤差從理論上進(jìn)行了較系統(tǒng)的分析研究。 2 ) 設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了對(duì)c c d 掃描儀進(jìn)行色度校證的多項(xiàng)式回歸算法，給出了實(shí)驗(yàn)結(jié) 果，并對(duì)產(chǎn)生的誤差進(jìn)行了分析。 3 ) 針對(duì)誤差進(jìn)行分析，提供了一種可以得到更高精度校薩結(jié)果的校正靶生成方 法。 4 ) 生成完整的打印機(jī)彩色特性自動(dòng)檢測(cè)方法。 1 4 以下各章節(jié)安排 第二章：簡(jiǎn)要介紹了算法設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)所涉及的色度學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)。 第三章：對(duì)傳統(tǒng)的打印機(jī)彩色特性獲取方法進(jìn)行概述和分析。 第四章：對(duì)掃描儀檢測(cè)原理進(jìn)行分析。 第五章：討論掃描儀的高精度校f 方法，重點(diǎn)是討論基于多項(xiàng)式回歸的校正 方法，這一章中分別給出了基于不同校正靶的校f 結(jié)果和分析。 第六章：敘述打印機(jī)彩色特性自動(dòng)生成的方法，并和傳統(tǒng)打印機(jī)彩色特性生 成方法比較他們的優(yōu)缺點(diǎn)。 打印機(jī)彩色特性自動(dòng)檢測(cè) 第二章色彩理論與實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ) 色度學(xué)是介于物理學(xué)和化學(xué)之間的研究顏色度量和評(píng)價(jià)方法的一門學(xué)科“， 是顏色科學(xué)的一個(gè)重要部分。本文所做的工作是建立在色度學(xué)基礎(chǔ)上的，本章將 介紹算法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)中所涉及的概念、理論和實(shí)驗(yàn)方法。 2 1 表色系統(tǒng) 定量地表示顏色稱為表色( c o l o rs p e c i f i c a t i o n ) ，表示顏色的數(shù)值稱為表色值 ( c o l o rs p e c i f i c a t i o nv a l u e s ) 。為了表色而采用的一系列規(guī)定和定義所形成的體系 稱為表色系統(tǒng)( c o l o rs y s t e m ) 1 5 1 。 表色系統(tǒng)中有顯色系統(tǒng)( c o l o ra p p e a r a n c es y s t e m ) 和混色系統(tǒng)( c o l o rm i x i n g s y s t e m ) 。顯色系統(tǒng)是以標(biāo)準(zhǔn)物體( 例如色卡) 的色外觀( c o l o ra p p e a r a n c e ) 為基 礎(chǔ)?；焐到y(tǒng)是以采用光的混色( c o l o r m i x i n g ) 實(shí)驗(yàn)求出的為與某一顏色相匹配 所必要的色光的混合量為基礎(chǔ)。 在顯色系統(tǒng)中，有例如用1 0 0 0 種不同色的色卡以某種順序進(jìn)行分類的方法。 首先可分為“紅、綠、藍(lán)”等不同種類的顏色，并稱其為色調(diào)( h u e ) ，它是 使一種顏色區(qū)別于另一種顏色的要素。對(duì)于某一色調(diào)的色卡( 如紅色) 又有亮紅 色和暗紅色，因此又將這些色卡按相對(duì)明亮感覺即明度( 1 i g h t n e s s ) 分類。明度 是和相對(duì)明暗有關(guān)的視覺屬性，主要用于與其它色相關(guān)聯(lián)的相關(guān)色( r e l a t e d c o l o r ) 。另外，即使是同樣明度的紅色又有鮮紅和淡紅之分，因此又可用表示“鮮 艷”程度的彩度( c h r o m a ) 束分類。表示色卡特征的色調(diào)、明度和彩度被稱為色 的三屬性或三要素。飽和度( s a t u r a t i o n ) 也是人們經(jīng)常用到的概念，它與彩度的 含義很相似，彼此陽(yáng)j 有固定的換算關(guān)系。因此，不少人將色調(diào)、明度和飽和度稱 為顏色的三要素。以顯色系統(tǒng)表示的表色值稱為顯色值( c o l o ra p p e a r a n c ev a l u e s ) ， 作為顯色值可以采用與其三屬性相對(duì)應(yīng)的一系列數(shù)值來(lái)表示。在這種表色系統(tǒng)中， 采用色卡的孟塞爾( m u n s e l l ) 表色系統(tǒng)最具有代表性。它是由美國(guó)畫家盂塞爾于 1 9 0 5 年提出，1 9 3 0 年未由美國(guó)光學(xué)協(xié)會(huì)( o s a ) 色度委員會(huì)將其進(jìn)行尺度修f 后 形成的表色系統(tǒng)。孟塞爾表色系統(tǒng)為了標(biāo)識(shí)顏色，把明度、彩度和色調(diào)分別均分 成1 0 、1 0 和l o o 份，要求得某試樣的孟塞爾標(biāo)號(hào)，只要找出和待測(cè)顏色一致的色 卡即可。當(dāng)色卡色和待測(cè)色不一致時(shí)，可在已有的色卡之問用視覺估計(jì)進(jìn)行插補(bǔ) 可達(dá)小數(shù)點(diǎn)后i 位。因?yàn)槊先麪柋砩到y(tǒng)有著簡(jiǎn)單、直觀等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)生產(chǎn)等 第二章色彩理論與實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ) 許多領(lǐng)域有很廣泛的應(yīng)用，但是它也有很多不便之處，如色卡數(shù)目有限，待測(cè)色 和孟塞爾色卡有時(shí)很不一致，這時(shí)的插補(bǔ)使得表色值精度很低，而且判定色彩依 靠視覺估計(jì)很不精確，不同的觀測(cè)者可能會(huì)得到不同的結(jié)論。 在混色系統(tǒng)中，把從感知色中去除物體特有的感覺因素后得到的顏色作為對(duì) 象，這對(duì)感覺來(lái)c 兌是最單純的，并稱之為色感覺( c o l o rs e n s a i o n ) 。光進(jìn)入人眼 并產(chǎn)生色感覺，把這樣的光稱為色刺激( c o l o rs t i m u l u s ) 。任意的色刺激都可以用 等于眼睛三種錐狀體( 用于感知顏色) 的響應(yīng)量的三種色光的混色與其匹配。因 此可以不直接采用三種錐狀體的響應(yīng)量而由這三種色光的混合量表示該色刺激。 混色系統(tǒng)就是基于色刺激的這一性質(zhì)，用三個(gè)值表示色刺激，因此稱為三色表色 系統(tǒng)( t r i c h r o m a t i cs y s t e m ) 。稱三種色光的混合量為該色刺激的三刺激值 ( t r i s t i m u l u sv a l u e s ) 。把色刺激的光譜分布稱作色刺激函數(shù)( c o l o rs t i m u l u s f u n c t i o n ) 。三刺激值是由色刺激函數(shù)這種物理量和人眼的心理上的光譜響應(yīng)之組 合而求出的，因此是一種心理物理( p s y c h o p h y s i c a l ) 量。我們把表示色刺激特性的 三刺激值的三個(gè)數(shù)值稱為色度值( c o l o r i m e t r i cv a l u e s ) ，把用色度值表示的色刺激 稱為心理物理色( p s y c h o p h y s i c a lc o l o r ) 。因此作為混色系統(tǒng)的表色值可用色度值。 2 2 c i e 表色系統(tǒng) c i e 表色系統(tǒng)是基于混色系統(tǒng)的表色系統(tǒng)，雖然不如孟塞爾表色系統(tǒng)直觀， 易于理解，但是具有精度高，即使對(duì)于任意的實(shí)際上不存在地色刺激也能表色等 特點(diǎn)，因此這種表色系統(tǒng)常用于工業(yè)及要求定量的應(yīng)用場(chǎng)合。 2 2 1r g b 表色系統(tǒng) 國(guó)際照明委員會(huì)( c i e ) 于1 9 3 1 年根據(jù)如下的基準(zhǔn)確定了色匹配函數(shù) 原刺激 r ， g ， b 定為 。= 7 0 0 o n m ， ” 。= 5 4 6 1f l f f l ， n = 4 3 5 8 n m 單色光。 原刺激 r ， g ， b 的明度系數(shù)之比用光， 度量單位表示定為 1 0 0 00 ：4 5 9 07 ：0 0 6 0 1 ，用輻射量單 位表示定為 o 7 2 0 9 66 ：1 3 7 91 ：1 0 0 00 。 圖2 2 1 即匹配函數(shù) i 觚 “卜c i 器。，? r ，s 幽2 2 - lr g b 色度系統(tǒng)的色匹配函數(shù) 6 打印機(jī)彩色特性自動(dòng)檢測(cè) r 。( x ) ，g 。( x ) ，b 。( x ) 。 如前所述，色匹配函數(shù)是與某單色光相匹配所需要的原刺激 r 、 g 、 b 的混合量。但由圖2 2 - 1 可以看出，色匹配函數(shù)的負(fù)的部分表示負(fù)的混合量而難 以理解。實(shí)際上，這表示對(duì)某單色光刺激【fx 用 r 、 g 、 b 進(jìn)行匹配時(shí)，由于 該單色光十分鮮艷，用- i , t j 激無(wú)論怎樣混合都不能匹配。為此在實(shí)驗(yàn)中，可在 f 、 中加入 r 使其鮮艷程度下降，這時(shí)再用 g 、 b 混合就能與之匹配。這時(shí)的色 匹配方程為： f 、 + r r - g g + b b ( 式2 2 1 ) 將上式變形，在形式上可寫成： f 、 = 一r r + g g + b b ( 式2 2 - 2 ) 在色匹配方程中如將 r ， g ， b 看成單位向量，就形成了三維空問的向量運(yùn)算。 把用色幾何學(xué)表示的三維空問稱為顏色空間( c o l o fs p a c e ) 。因此如圖( 2 2 - 1 ) 所示，某色 f 可用 r ， g ， b 的混合量r ，g ，b 為分量作成r g b 空間的向量來(lái) 表示?？偸且詧D( 2 2 2 ) 那樣用三維坐標(biāo)表示色 f 是不方便的，常用向量 f 和單位平面r + g + b = 1 的交點(diǎn)( r ，g ，b ) 來(lái)表示。r ，g ，b 由下式求出： 由上式可知r + g + b = l ，因此用( r ，g ，b ) 中的兩個(gè)，例如( r ，g ) 就足夠了。這樣確定的 ( r ，g ) 稱為色 f 的色度坐標(biāo)，將色度坐標(biāo)表示在平面上的圖形稱為色度圖，將色 f 的色度坐標(biāo)在色度圖上的點(diǎn)稱為色度點(diǎn)。由以上一系列的規(guī)定進(jìn)行表色的體系 稱為r g b 色度系統(tǒng)。 圖( 2 2 3 ) 表示r g b 色度系統(tǒng)的r g 色度圖和等能白色的色度點(diǎn)w 。( 1 3 ，1 3 ) 。 實(shí)際存在的顏色( 實(shí)在色) 的色度點(diǎn)都在馬蹄形色度圖的內(nèi)部，在其外部的色在 數(shù)學(xué)上是可能的，但在實(shí)際上是不存在的，將它們稱為虛色。 幽2 2 - 2 二維顏色空間韻1 _ 二維顏色空間 幽2 2 3r o b 色度系統(tǒng)的唱色度斟 b b b葉n 訃 吖吖吖 f 曠睜 第二章色彩理論與實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ) 2 2 2x y z 表色系統(tǒng) 在r g b 色度系統(tǒng)中色匹配函數(shù)存在負(fù)值，這使得運(yùn)算煩雜，因此c i e 于1 9 3 1 年制定r g b 色度系統(tǒng)的同時(shí)，為了使色匹配函數(shù)均為證值又定了新的原刺激【x 】， y 】，【z 】，得到x y z 色度系統(tǒng)，又稱為c i e l 9 3 1 標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)。圖2 2 4 和圖2 2 5 分別為r o b 色度系統(tǒng)與x y z 色度系統(tǒng)的位置關(guān)系和x y z 色匹配函數(shù)。 色刺激中( ) 的三刺激值x ，y ，z 可由下式求出： r 1n x 】 剴2 2 - 4r g b 色度系統(tǒng)和x y z 色度系統(tǒng)的位置關(guān)系 幽2 2 5x y z 色度系統(tǒng)的色匹配函數(shù) x = k j o ( 五) x ( 2 ) d 2 y = k i 西( 五) y ( 1 ) d l z = k p ( 丑) z ( 五) 以 對(duì)于物體色的色刺激，反射物體為中( ) = r ( ) p ( ) ，透射物體為 中( x ) 2 t ( x ) p ( x ) 。其中，p ( ) 為照明光的光譜分布；r ( x ) 為反射物體 的光譜反射率；t ( ) 為透射物體的光譜透過率。k 為常數(shù) k ：1 0 氈， j p ( 五) 。y ( a ) d a r g b 色度系統(tǒng)和x y z 色度系統(tǒng)可用如下關(guān)系式進(jìn)行相互變換。由三刺激值 打印機(jī)彩色特性自動(dòng)檢測(cè) r ，g ，b 向三刺激值x ，y ，z 的變換式為 x 】， z i2 7 6 8 91 7 5 1 71 1 3 0 2 j = i1 0 0 0 04 5 9 0 70 0 6 0 1 i l0 0 0 0 0o 0 5 6 55 5 9 4 2 l0 4 1 8 4 4 - 0 1 5 8 6 6 0 0 8 2 8 3 | | x = i 一0 0 9 11 70 2 5 2 4 2 20 0 1 5 7 0 y 0 0 0 0 9 2 0 0 0 2 5 5 0 17 8 5 8 | | z 2 2 3 均勻表色系統(tǒng) c i e 表色系統(tǒng)至今仍在許多方面廣泛應(yīng)用著，但在其應(yīng)用中也發(fā)現(xiàn)了一些不 足之處。特別是色度圖的不均勻性，在使用中有較大問題。定量地表示色感知的 差別的量稱為色差( c o l o r d i f f e r e n c e ) ，用x y 色度圖上的距離來(lái)表示求出的色差時(shí) 就是不均勻的。色度圖有時(shí)被成為“色的地圖“，可是對(duì)于相同的距離有時(shí)出現(xiàn) 較大的感知上的差異，有時(shí)又呈現(xiàn)出難以分辨的很小的感知上的差異，這顯然是 不合理的。所以c i e 制定了一系列均勻色度圖。 均勻色度圖雖然相當(dāng)?shù)馗纳屏藊 y 色度圖的不均勻性，但并未涉及有關(guān)的明度 的均勻性，因此又制定含有明度的均勻表色系統(tǒng)，并稱之為均勻顏色空問( u n i f o r m c o l o rs p a c e ) 。其中c i e l a b ( 1 9 7 6 ) 是最具代表性的一個(gè)，它采用如下的三維直 角坐標(biāo)的色空間： l = 1 1 6f ( y y n ) - - 1 6 a 2 5 0 0 f ( x x n ) - - r y y n ) ) b = 2 0 0 f ( y y n ) 一f ( z z n ) 其中函數(shù)f ( x ) 表示如下 ffxl_xxo0088 5 6 f i x ) = 7 7 8 7 x + 1 6 116x = 0 0 0 88 5 6 其中x ，y ，z 是作為對(duì)象的物體的三刺激值；x n ，y n 三刺激值，并規(guī)化使y n = l o o 。 ( 式2 2 - 9 ) z w 為完全漫反射面的 第二章色彩理論與實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ) 2 2 4 色差及心理相關(guān)量 c i e l a b 色空間中的色差及與心理相關(guān)量近似對(duì)應(yīng)的相關(guān)量( 明度，彩度， 色調(diào)角) 可如下求出： ( 1 ) 色差 c i e 色空間中的兩色度值( l ，a + ，b ，+ ) ，( l ? 。，a ! + ，b 。+ ) 之間的色差e 。由 下式?jīng)Q定： ae n + = ( al + ) ：+ ( aa + ) 、( a b + ) ! ( 式2 2 - l o ) 其中 l 4 = l 】一l 2 ：aa + - a l * - a ：+ ；ab + = b i * - b ? + ( 2 ) 明度 l + ；1 1 6 “y y s 、一1 6( 式2 2 一n ) ( 3 ) 彩度 c 。+ = ( a + ) ! 十( b + ) ：l “( 式2 2 - 1 2 ) ( 4 ) 色調(diào)角 h , 。- t g 。1 ( b + a + )( 式2 2 一1 3 ) 2 3 輸出設(shè)備成色原理 輸出設(shè)備的成色都是屬于混色，所謂混色就是把多個(gè)色刺激相互作用產(chǎn)生出 另一色刺激。混色包括加色法混色和減色法混色，c r t 監(jiān)視器和彩色噴墨 j - e 0 機(jī) 分別屬于這兩種。 2 3 1 加色法混色 加色法混色是多個(gè)色刺激同時(shí)射入人眼所產(chǎn)生的混色。用這種混色得到的色 刺激的明亮度是各個(gè)成分之和，因此稱為加色法混色。將用于加色法混色的不同 的色刺激稱為加色法混色的原色，通常采i g a ，【g 】，【b - - 原色?；焐玫脑?在不同的應(yīng)用領(lǐng)域有不同的標(biāo)準(zhǔn)，稱為設(shè)備混色的基。如圖2 3 - l 在色度圖上三 角形a r g b 內(nèi)的點(diǎn)都能夠通過三原色混合得到，我們將三角形內(nèi)的色區(qū)域稱為色 域。 9 打印機(jī)彩色特性自動(dòng)檢測(cè) 2 3 2 減色法混色 利用濾色片或色素等光吸收介質(zhì)產(chǎn)生其他色的方法稱為減色法混色，用這種 混色得到的色刺激的明度因各成分造成的光吸收而變小，因此稱為減色法混色。 另外將用于減色法混色的不同的吸收介質(zhì)稱為減色法混色的原色，一般采用相當(dāng) 于【r 】，【g 】，【b 】的補(bǔ)色的青色【c 】、品紅色【m 】、黃色i v 色素。圖2 3 2 虛線包圍 區(qū)域?yàn)閒 c l f m 】，y 】的減色法混色的色域。 c m y 色彩空間從理論上是同r g b 色彩空間互補(bǔ)的。混合同等數(shù)量的青、品、 黃應(yīng)該產(chǎn)生中性扶，而混合最大數(shù)量的青、品、黃應(yīng)該產(chǎn)生黑色( 黑色在r g b 色彩空間為白色的補(bǔ)色) 。在顯示器上可以達(dá)到這種效果，但是在打印設(shè)備上，現(xiàn) 實(shí)將低于理想效果。混合最大量的c m y 油墨產(chǎn)生的不是黑色而是渾濁的棕色。 產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是：商用品質(zhì)的顏料及油墨不是很純凈。 這種現(xiàn)象可以用黑色來(lái)補(bǔ)救。黑色( k ) 是一個(gè)關(guān)鍵色顏色，打印時(shí)將黑色 與青、品、黃色共同使用，從而能夠產(chǎn)生出更深、更豐富的黑色，而且產(chǎn)生出更 清晰的陰影色調(diào)。當(dāng)然，增加第四種顏色破壞了r g b 到c m y 的平等轉(zhuǎn)換，使得 幽2 , 3 - 1 【r 1 g i ，【b 的加色法混色 幽2 3 2 f c ，【m 】， y i 的減色法混色 r g b 和c m y 之問的色彩對(duì)應(yīng)變得更加復(fù)雜。 c m y k 油墨中每種所具有的數(shù)值范圍可以從百分之零到百分之百。如果沒有 任何限制地將4 0 0 的油墨總量分配到一幅圖象的某個(gè)區(qū)域，打印可能無(wú)法實(shí)現(xiàn)。 原因是在打印過程中紙張與油墨是相互作用的，每次用于紙上的油墨越多，不同 區(qū)域相：匠之間的顏色擴(kuò)散和臟糊現(xiàn)象就越嚴(yán)重。所以替換多少黑色有一個(gè)十分嚴(yán) 格的要求，針對(duì)不同的要求有不同的分色算法。 第三章打印機(jī)彩色特性傳統(tǒng)獲取方法 第三章打印機(jī)彩色特性傳統(tǒng)獲取方法 在緒論中已經(jīng)提到了打印機(jī)彩色特性( c o l o rc h a r a c t e r i s l i c s ) 主要包括兩個(gè)方 面，首先是打印機(jī)輸入輸出關(guān)系，其次是指打印機(jī)可以再現(xiàn)的色彩范圍，即打印 機(jī)的色域。要建立打印機(jī)的彩色特性的描述，離不丌對(duì)該打印機(jī)所打印色塊的色 度的準(zhǔn)確測(cè)量，即獲得打印機(jī)所打印色塊的色度值。而好的分色算法對(duì)于擴(kuò)大打 印機(jī)的彩色再現(xiàn)范圍即打印機(jī)色域起著至關(guān)重要的作用。因此在這一章中先討論 一些關(guān)于彩色分色的內(nèi)容，然后介紹一種基于綜合分色算法的綜合三維查找表方 法來(lái)實(shí)現(xiàn)打印機(jī)輸入輸出關(guān)系的轉(zhuǎn)換以及打印機(jī)色域的獲取方法。 3 1 彩色分色以及常見分色算法 3 1 1 彩色分色算法概念及其重要性 e p b u 領(lǐng)域的工作人員在進(jìn)行彩色圖象輸出時(shí)，一般是以c m y k 方式輸出全 彩色圖象，以狄度( g r a y s c a l e ) 格式輸出黑白圖象，以專色( s p o t ) 輸出單色圖象。 我們現(xiàn)實(shí)生活中經(jīng)常用到的數(shù)字圖象，一般并非總是表示成最終輸出時(shí)所需要的 彩色格式。因此，彩色格式間的頻繁轉(zhuǎn)換成了圖象編輯工作中不可缺少的一部分， 這種印刷前的彩色格式轉(zhuǎn)換實(shí)際上就是彩色分色過程。轉(zhuǎn)換工作雖然不如其它工 作富有創(chuàng)造性，但是卻是一件非常值得做的事情，因?yàn)榉鶊D象從一種顏色格式 到另一種顏色格式的轉(zhuǎn)變方法很大程度上決定了最終圖象的輸出質(zhì)量。如果以草 率的態(tài)度對(duì)待這個(gè)處理過程，印刷出來(lái)的圖象可能會(huì)損失寶貴的對(duì)比度和細(xì)節(jié)， 或是造成色彩不平衡。 在實(shí)際中，人們經(jīng)常遇到的顏色格式轉(zhuǎn)換主要有以下三種： 1 從r g b 到c m y k 方式的轉(zhuǎn)換( 彩色分色) 。 2 從彩色到扶度的轉(zhuǎn)換。 3 從彩色或黑自到專色或雙色的轉(zhuǎn)換。 本章重點(diǎn)針對(duì)彩色分色技術(shù)的一些關(guān)鍵因素和分色基本原理進(jìn)行概述。 在進(jìn)行彩色分色時(shí)，影響彩色分色的因素很多，但是圍繞彩色分色技術(shù)科學(xué) 的大部分內(nèi)容只集中在幾個(gè)關(guān)鍵因素上。它們主要包括以下幾個(gè)方面。 油墨總量的限制 在實(shí)際印刷中，c m y k 油墨中每種油墨所具有的數(shù)值范圍可以從百分之零到 百分之百，將指定象素的每種c m y k 值相加即可得知用于紙張上該象素點(diǎn)的油墨 總百分比。例如一個(gè)象素點(diǎn)的色彩值為6 7 c 5 4 m 5 3 y 7 2 k ，它表示油墨總量為 打印機(jī)彩色特性自動(dòng)檢測(cè) 6 7 + 5 4 十5 3 + 7 2 = 2 4 6 ，h | j2 4 6 。 從理想的角度來(lái)講，可以將4 0 0 的油墨總量( 或者稱每種彩色分量為1 0 0 ) 分配到一幅圖象的指定區(qū)域，但實(shí)際上通常無(wú)法實(shí)現(xiàn)，原因是在印刷輸出過程中 紙張和油墨是相互作用的。四色印刷需要將油墨分四次印刷到同一張紙上，大多 數(shù)商業(yè)用油墨是濕的，因而每次用于紙張上的油墨越多，不同區(qū)域之問的顏色擴(kuò) 散和臟糊現(xiàn)象就會(huì)越嚴(yán)重；所以所用油墨越濕，網(wǎng)點(diǎn)擴(kuò)大也就越嚴(yán)重，因而得到 的圖象較暗處的細(xì)節(jié)將融為無(wú)層次差別的黑色。因此，要保持一幅彩色圖象的陰 暗處細(xì)節(jié)就必須限制印在紙上的總的油墨百分比一術(shù)語(yǔ)稱為總墨量限制( t o t a l i n kl i m i t ) 。對(duì)于不同的印刷項(xiàng)目，它的總墨量限制是因印刷種類，印刷速度及紙 張?zhí)匦远ā?合理地使用黑色分量 r g b 及c m y 色彩空間至少?gòu)睦碚撋现v是互補(bǔ)的。也即混合同等數(shù)量的青、 品、黃應(yīng)該產(chǎn)生中性灰，而混合最大量的青、品、黃應(yīng)該產(chǎn)生出黑色( 黑色在r g b 空間為白色的補(bǔ)色) 。在顯示器上可以通過混合紅、綠、藍(lán)三原色來(lái)實(shí)現(xiàn)這種效果； 但在打印輸出中，現(xiàn)實(shí)達(dá)不到理想效果，混合最大量的c m y 油墨產(chǎn)生的不是黑 色而是混濁的棕色。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是：商用品質(zhì)的顏料及油墨并不是很純 凈，通常青色油墨有些偏藍(lán)，而品色和黃色油墨有些偏紅，因此一幅彩色圖象在 從顯示器到打印機(jī)輸出中很難再現(xiàn)出生動(dòng)的藍(lán)色和綠色。同時(shí)隨著總墨量限制的 降低( 即印在紙上的總的油墨百分比降低) ，在分色時(shí)黑色相對(duì)于其它顏色所占比 例則有所提高，使得圖象相應(yīng)地更難以獲取明亮的顏色1 3j 。所以在進(jìn)行r g b 到 c m y k 的轉(zhuǎn)變時(shí)要精確地管理黑色，這樣有助于在陰影及對(duì)比度發(fā)生變化的區(qū)域 描述細(xì)節(jié)。使細(xì)節(jié)較清晰、增大對(duì)比度都可以增強(qiáng)圖象的色彩飽和度，因此這樣 做能夠迷惑眼睛，使看到的色彩好象比實(shí)際的色彩更明亮。 只使用c m y 三色油墨進(jìn)行彩色圖象分色會(huì)使圖象輸出缺乏對(duì)比度，并出現(xiàn) 模糊不清的現(xiàn)象，特別是在色調(diào)變化區(qū)域和陰暗區(qū)域更是如此。當(dāng)分色使用第四 種顏色即黑色時(shí)，相同的圖象會(huì)顯得更清晰，并且顏色更生動(dòng)，這是由于黑色產(chǎn) 生了外觀輪廓增強(qiáng)的效果。 然而只增加黑色并不能保證產(chǎn)生完美的色彩效果，必須確定在何處加和加多 少黑色，以及如何在黑色和其它色油墨問建立最佳油墨分布平衡。圖象內(nèi)容及輸 出參數(shù)可以幫助決定需要多少黑色量。 3 1 2 現(xiàn)有彩色分色技術(shù)及其優(yōu)缺點(diǎn) 隨著人們對(duì)彩色的應(yīng)用，特別是近年來(lái)計(jì)算機(jī)外設(shè)性能的不斷提高，人們對(duì) 彩色輸出的保真效果要求也在提高。在實(shí)際的摸索中，形成了以下三種彩色分色 第三章打印機(jī)彩色特性傳統(tǒng)獲取方法 算法1 ”，它們廣泛應(yīng)用于彩色印刷領(lǐng)域。下面就其分色原理和各分色算法優(yōu)缺點(diǎn) 加以說明： 3 1 2 1 灰色分量替代法( g c r l 縮略語(yǔ)g c r ( g r a yc o m p o n e n tr e p l a c e m e n t ) 具有兩個(gè)含義。一個(gè)是在c m y 顏色中的兩種顏色混合起主導(dǎo)作用，決定了顏色的色調(diào)，而第三種顏色稱為灰色 成分或多余色，它起到填充為黑色的作用。如果第三種顏色添加過多，就會(huì)使圖 象變暗并破壞色調(diào)。例如，紅色主要包含品色和黃色，如果添加一定量的青色， 紅色就會(huì)變臟，在此紅色是注意色，青色是灰色成分顏色。“狄色成分”也可以指 在一個(gè)顏色中大致等量的青、品、黃三色，這三種顏色組成中性灰，使用黑色成 分可以很穩(wěn)妥地替換掉某個(gè)顏色中的非彩色或灰色成分?；疑至刻娲捎霉?式3 3 1 來(lái)描述： k 2 m i n ( c ，m ，y ) c = c k m = m k y = y - k 3 1 1 其中m i n ( ) 表示求各分量最小值。 在進(jìn)行g(shù) c r 分色時(shí)，用適當(dāng)?shù)暮谏至刻鎿Q掉多余的顏色( 或稱為中性灰成 分) ，這種方法可以降低油墨總覆蓋量，從而相對(duì)地放松了輸出時(shí)的總墨量限制。 從公式3 1 1 可以看出，如果分色輸出時(shí)，當(dāng)總墨量限制一定，如果黑色墨量相 當(dāng)于青、品、黃三種油墨的總量時(shí)，黑色將使整個(gè)顏色變暗三倍。 單獨(dú)使用g c r 分色對(duì)于減小偏色很有利，特別是對(duì)于膚色、新鮮的農(nóng)產(chǎn)品、 金屬或以天空為主的顏色，它能使原圖保持較豐富，生動(dòng)的色彩。但是在暗調(diào)區(qū) 域圖象缺乏細(xì)節(jié)，黑色顯得較為單調(diào)，不適合于暗顏色組成的低調(diào)圖象分色。 3 1 2 2 底色增益( u n d e r c o l o r a d d i t i o n ) 通常g c r 是目前在彩色分色中常用的主要方法，但由于存在以上缺陷，為了 保持g c r 分色時(shí)暗調(diào)區(qū)域的彩色飽和度和深度，人們建立了底色增益技術(shù)。該 技術(shù)是在較暗的顏色區(qū)域中去除一些黑色成分，同時(shí)又在相應(yīng)區(qū)域引入青、品、 黃三原色。其具體實(shí)現(xiàn)可用公式3 3 2 描述如下： k = m i n ( c ，m ，y ) c = c r k m mrk y = y - r k31 2 打印機(jī)彩色特性自動(dòng)檢測(cè) 其中0 4 r 1 ，0 1 。當(dāng)r = 0 ， = 1 時(shí)是1 0 0 的底色增益。 對(duì)于一般以低調(diào)為主的圖象，它們的中間調(diào)接近于陰影區(qū)域，但是中間調(diào)色 彩又十分豐富生動(dòng)，這類圖象適合于使用u c a ，對(duì)于用涂布紙印刷的文件也適合 于使用u c a ，它使圖象暗調(diào)區(qū)不會(huì)產(chǎn)生重偏色。同時(shí)由于u c a 在陰影處增加的 彩色油墨多于減少的黑色油墨，所以u(píng) c a 只有當(dāng)允許的總墨量限制相對(duì)較高或 在不吸水的紙上輸出時(shí)j 能安全使用。 3 1 2 3 底色去除( u n d e r c o l o rr e m o v a l ) g c r 是用黑色分量替換任何色調(diào)范圍內(nèi)的c m y 中性灰，而u c r 技術(shù)只是替 換在暗調(diào)區(qū)域中的黑色成分。底色去除法具體實(shí)現(xiàn)可用3 1 2 描述，其中，0 4x 1 ，0 4 r 1 ，當(dāng)r = i ， = 1 時(shí)為1 0 0 u c r 。 u c r 是建立很久的一項(xiàng)技術(shù)，它用于在陰影區(qū)域內(nèi)降低輸出時(shí)的油墨總覆蓋 量，同時(shí)又增強(qiáng)了細(xì)節(jié)，適用于圖象中陰影部分為非彩色圖象。缺點(diǎn)是暗調(diào)單調(diào) 且缺乏對(duì)比度。因而以中性灰為主的暗調(diào)圖象無(wú)法得到最佳效果。 3 2 綜合彩色分色算法設(shè)計(jì)與分析 一個(gè)彩色輸入、輸出設(shè)備的色彩再現(xiàn)能力在很大程度上決定于設(shè)備本身的色 域，對(duì)于彩色輸出設(shè)備( 如打印機(jī)) ，其色域大小表示了其色彩再現(xiàn)的范圍。使用 不同的分色算法，得到的打印機(jī)色域大小也不相同。好的分色算法能夠充分利用 打印機(jī)本身固有的色彩再現(xiàn)能力，因而產(chǎn)生的色域也相對(duì)較大；而分色算法使用 不當(dāng)則會(huì)減小打印機(jī)的色域范圍，削弱打印機(jī)的色彩再現(xiàn)能力，降低色彩再現(xiàn)效 果。 在現(xiàn)有的分色技術(shù)中，分量替代( g c r ) 是在分色輸出時(shí)用黑色分量替代圖 象的所有色域范圍內(nèi)的狄色成分；底色增益( u c a ) 技術(shù)則是在圖象的暗調(diào)區(qū)域去 除部分黑色成分，同時(shí)引入相應(yīng)墨量的c 、m 、y 彩色成分；而底色去除( u c r ) 技術(shù)是只在圖象的暗調(diào)區(qū)域用黑色墨量替換狄色成分。單一使用上面三種算法中 任何一種都無(wú)法實(shí)現(xiàn)分色輸出時(shí)能包括c m y k 所有墨水量的組合，也即無(wú)法充分 利用打印機(jī)本身固有的色彩再現(xiàn)能力。 結(jié)合測(cè)量和3 d l u t 技術(shù)的使用，我們提出了一種靈活的綜合彩色分色算法。 3 2 1 算法的總體思想 綜合分色算法將原有的三種分色算法有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，通過使用黑色墨量的 典型值來(lái)進(jìn)行整個(gè)分色過程控制。首先我們借用c i e l a b 色彩空間作為將來(lái)色彩 第三章打印機(jī)彩色特性傳統(tǒng)獲取方法 變換時(shí)要用到的中間色彩空間，這是因?yàn)閏 i e l a b 色彩空間是一個(gè)與設(shè)備無(wú)關(guān)且 視覺效果均勻的顏色空間，在均勻的顏色空間上進(jìn)行插值運(yùn)算能夠保證誤差分布 的均勻性。 首先將黑色分量( 從0 到1 0 0 ) 單獨(dú)均勻取樣，并對(duì)樣點(diǎn)色度值在c 1 e l a b 色空間進(jìn)行完全過型值點(diǎn)的分段擬合，得到c i e l a b 空間中對(duì)應(yīng)黑色分量的空間 曲線，然后對(duì)它進(jìn)行分割，得到視覺效果均勻的黑色分量型值點(diǎn)( 即黑色分量典 型墨量) ，最后以黑色分量的均勻分割步長(zhǎng)作為其它三種顏色的曲線分割標(biāo)準(zhǔn)，依 次得到它們視覺均勻的型值點(diǎn)( 典型墨量) ；利用各典型黑色墨量分別和其它三色 的各典型墨量進(jìn)行完全組合，得到相應(yīng)的墨量組合結(jié)果數(shù)據(jù)；通過色塊形成軟件 產(chǎn)生對(duì)應(yīng)色塊；測(cè)試各色塊得到其l 、a 、b + 值，即各種墨量組合數(shù)據(jù)在c i e l a b 色空間的樣本集。通過使用基于該綜合彩色分色算法的三維查找表的查找，在用 戶對(duì)墨量的不同要求下，可以快速實(shí)現(xiàn)從輸入色到輸出色( c m y k ) 的轉(zhuǎn)換，亦 即最終的彩色分色實(shí)現(xiàn)。 3 2 2 綜合彩色分色算法的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 3 2 2 1 視覺均勻的各色型值點(diǎn)( 典型墨量) 提取 在使用c m y k 彩色墨水的打印機(jī)中，可產(chǎn)生的顏色數(shù)目很多，以至于不能全 部地對(duì)它們進(jìn)行測(cè)量。在實(shí)際中是選擇四種彩色墨水中的每種的一些典型墨量的 混合去進(jìn)行測(cè)量，以此得到色域的樣本集。在此，我們選用了如下的方法來(lái)提取 每種色的型值點(diǎn)： 首先，我們對(duì)黑色分量在其整個(gè)油墨范圍( 從0 到1 0 0 ) 進(jìn)行以步長(zhǎng)為5 的均勻取樣，但為了能在后面的曲線擬合中盡量減少誤差，我們分別增加了1 和9 9 兩個(gè)樣點(diǎn)，用此單一的黑色墨水樣點(diǎn)值輸出( 此時(shí)c m y 的值都為o ) ， 通過色塊形成軟件產(chǎn)生出色塊：在色塊形成過程中，我們采用了t i f 圖象文件格 式，這是因?yàn)閠 i f 格式靈活，它可以存儲(chǔ)多種數(shù)據(jù)類型。在構(gòu)成輸出色塊前，需 要借用p h o t o s h o p 先產(chǎn)生一幅t i f 文件格式的圖象模板，圖象中每個(gè)象素點(diǎn)數(shù)據(jù)是 一組c m y k 值，假設(shè)所形成的色塊大小( 寬為w ，高為h ，以象素為單位) ，每頁(yè) 的色塊數(shù)目( n u m ) 一定時(shí)，則圖象模板的大小為w h h u m ( 單位是象素) ；產(chǎn)生 每頁(yè)的色塊圖只是借用圖象模板的t i f 文件頭，而用當(dāng)前的c m k 數(shù)據(jù)填充每個(gè)象 素點(diǎn)。然后測(cè)試出色塊的色度值( l 、a + 、b ) 。這些測(cè)量值在c i e l a b 空問中對(duì) 應(yīng)一系列空間點(diǎn)，為了能達(dá)到視覺效果均勻的取樣，我們應(yīng)用了一種完全過型值 點(diǎn)的分段擬合曲線算法【6 】，對(duì)所有樣點(diǎn)( 對(duì)應(yīng)于c 1 e l a b 空間的一系列空問點(diǎn)) 進(jìn)行分段擬合形成光滑的空間曲線。 1 6 打印機(jī)彩色特性自動(dòng)檢測(cè) 下面簡(jiǎn)要介紹此種算法的基本思想： 要求擬合時(shí)分段進(jìn)行，過各樣點(diǎn)，曲線擬合后光順。在構(gòu)造擬合函數(shù)f 【t ) 時(shí)， 采用樣點(diǎn)集中相鄰的四個(gè)型值點(diǎn)進(jìn)行加權(quán)平均的方法。可以用以下公式描述： 4 乃( ，) = z ，( ，) 0 + ， f 【o 1 ，j = l ，2 $ m m * n ，= 1 3 2 - l 其中，z l ( t ) 通過滿足上述條件后可以求得如下： z l ( ，) = 一 ，( ，一1 ) 2 乙( ，) = ( 5 ，3 9 t2 + 4 ) z 3 ( ，) = 3 i ( 一5 t2 + 6 t + 3 ) z 。( ，) = ，2 ( ，- 1 ) 3 2 2 p 。對(duì)應(yīng)于進(jìn)行擬合時(shí)要用到的四個(gè)樣點(diǎn)的c i e l a b 空間坐標(biāo)值，且在擬合 過程中，每次插值是在p j + 2 和p j + 3 問進(jìn)行。其曲線擬合過程見圖3 2 1 所示。 整個(gè)分段擬合曲線算法可以形式化描述如下： a l g o r i t h mc u r v e f i t t i n g m a i n ( ) f o r ( j = 1j + + j = n - 3 ) f o r ( ，= 1 ；f + + ；， = m ) 一( 扣挈c(diǎn) _ ) 算法中m 是指每段對(duì)應(yīng)插入的點(diǎn)數(shù)，j 代表當(dāng)前擬合段。 在用上述曲線擬臺(tái)方法形成了對(duì)應(yīng)于黑色分量l a + b + 空間曲線段后，對(duì)此空 問曲線段進(jìn)行均勻分割，便可得到視覺效果均勻的各典型黑墨量。在此我們?nèi)×?8 個(gè)均勻的典型黑墨量k k ( k 為1 到8 間的整數(shù)) ，即黑色分量取了視覺效果均勻 的七等份，同時(shí)也得到了對(duì)應(yīng)的每一等份c i e l a b 色空間距離( 分割步長(zhǎng)ak ) 。 第二章打印機(jī)彩色特性傳統(tǒng)獲取方法 幽3 2 - 1 四樣點(diǎn)分段擬合 其它三色( c m y ) 典型墨量的提取過程和黑色分量的提取過程相同。在具體實(shí) 現(xiàn)時(shí)，首先對(duì)每種k k 下的c 、m 、y 單色在其墨水量范圍( o 到1 0 0 ) 內(nèi)以步 長(zhǎng)為5 取樣，通過c 、m 、y 取樣值單獨(dú)和對(duì)應(yīng)的k k 組合輸出得到各色塊。在 進(jìn)行c 、m 、y 對(duì)應(yīng)的l a b 空陽(yáng)j 曲線分割時(shí)，所用到的分割步長(zhǎng)統(tǒng)一為黑色分量所 用的分割步長(zhǎng)，并通過實(shí)驗(yàn)對(duì)分割距離進(jìn)行微調(diào)，以確保三種彩色分量( c m y ) 擬合后的空間曲線分割均勻。 用上述方法得到的各k k ( k = l ，2 ，8 ) 下的c 、m 、y 自型值點(diǎn)數(shù)如表3 2 1 所示。 表3 2 1 務(wù)k kf 的c 、m 、y 型值點(diǎn)數(shù) k 型值妄朱 l2345678 青色( c ) 9766 432l 品紅色( m