專利名稱：用于優化彩色圖像再現的優選色調選擇方法
技術領域：
一般地說，本發明涉及用于彩色圖像再現的方法和設備；具體地說，本發明涉及用于優化彩色圖像再現的優選色調選擇方法和設備。
背景技術：
當今，歸功于彩色打印技術和設備的長足發展，彩色圖像再現更加普及。然而，對于彩色打印處理而言，從一個裝置(如彩色監視器)的顏色空間到另一個裝置(如彩色打印機)的顏色空間準確地且精確地再現顏色一直是個挑戰。術語“顏色空間”常常用于描述一定范圍的顏色。顏色空間通常由所選擇的基色定義。例如，為了創建由紅色、黃色和藍色定義的顏色空間的三維(3D)表示，可以向該表示的X軸分配紅色的量，向其Y軸分配黃色的量，并且向其Z軸分配藍色的量。所得到的3D 空間為可通過組合那三種顏色而創建的每種可能的顏色提供唯一的位置。不同類型的彩色圖像裝置可能具有不同的顏色空間。例如，彩色掃描儀可能使用由紅(R)、綠(G)和藍(B)色定義或創建的RGB顏色空間，而彩色打印機可能使用由顏料青 (C)、品紅(M)、黃⑴和黑⑷這四種基色定義或創建的CM^(顏色空間。術語“色域”常常用于指示諸如彩色掃描儀或打印機的裝置可產生的顏色的范圍。 常常期望使用具有一個顏色空間的一種類型的彩色圖像裝置來再現來自另一種類型的彩色圖像裝置的彩色圖像。例如，常常期望通過彩色打印機將掃描儀所生成的彩色圖像再現到打印介質上。然而，掃描儀色域中的許多顏色很可能在打印機的色域之外。輸出裝置的再現范圍之外的顏色被稱為“色域外”顏色，其不能被精確地再現。代替之，必須用打印機的再現范圍之內的某種“色域內”顏色替代每種“色域外”顏色，以便再現圖像。常常通過色域映射算法來執行這種顏色替代。色域映射算法的例子可參見授予Cui等人的美國專利號6，956，581、授予Henley等人的美國專利號7，379，208和授予Sloan等人的美國專利號7，397，588。“色調”和“色度”的概念以及“色調角(hue angle) ”(或“色調片(hue slice)”)的相關概念常常與這些示例性色域映射算法相結合使用。然而，在這些算法中未使用色調角(或色調片)的量化方面的概念來評估輸出色域以及確定對于優選顏色要使用哪個色調。一些顏色映射算法、比如在授予Gindele等人的美國專利號6，594，388中公開的顏色映射算法基于預定的一組參數來執行對優選色調顏色的某些修改。盡管如此，這樣的算法未考慮到在終端用戶所預定的指定優選色調處基于輸出色域的大小/形狀來修改優選色調顏色。還已經知道，某些顏色的人類記憶(稱為“記憶顏色”，例如，膚色、葉子等)與實際顏色偏離。與實際顏色相比，記憶顏色常常具有不同的色調和增強的色彩；并且已經表明，人眼常常偏好更接近記憶顏色的顏色再現而不是更接近實際顏色的顏色再現。因而，對于某些特定的顏色渲染意圖，如感知渲染或照片渲染，準確地且精確地再現某些記憶顏色 (例如，草綠、天藍等)是重要的，并且促成顏色再現的高度動態的亮度范圍也是必要的。這樣的范圍的目的是避免色域的特定區域的色調跳躍以及灰度和細節損失。因此，期望提供一種用于選擇優選色調的方法，該優選色調能夠給出最高量的亮度差別，同時仍創建可接受的輸出顏色，以優化彩色圖像再現。
發明內容
本發明涉及一種基于借助非線性或線性亮度曲線的定標色度值實現的面積計算對于某些記憶顏色(例如，天藍和草綠)進行優選色調選擇以優化彩色圖像再現的方法。本發明的目的是提供一種量度，該量度計量給定色度范圍內的某個優選色調角的動態亮度范圍，并將該亮度范圍與同一色度范圍內的緊密相鄰的色調角的亮度范圍相比較，以確定哪個優選色調能夠給出最高量的亮度差別，同時仍創建可接受的輸出顏色，以優化彩色圖像再現。本發明的額外特征和優點將在隨后的說明書中闡述，并且部分地從說明書中顯而易見，或者可以通過實踐本發明來習知。本發明的目的和其它優點將通過在其書面的說明書、權利要求書以及附圖中具體指出的結構來實現和獲得。為了實現這些和/或其它目的，如所體現和寬泛描述的那樣，本發明提供了一種用于優化彩色圖像再現的方法，包括以下步驟(a)尋找記憶顏色的優選色調角；(b)對于每個優選色調角，確定其色調片的最大色度值；(C)選擇所述最大色度值的預定百分比處的兩個色度點；(d)在所述兩個色度點之間的范圍內對色度的亮度函數積分，以計算所述亮度函數的曲線下的面積；以及(e)基于所述面積的計算結果來選擇待被用作所述記憶顏色的色域映射目標的優選色調角。在另一個方面，本發明提供了一種彩色圖像再現系統，所述彩色圖像再現系統包括數據處理設備，所述數據處理設備包括用于存儲計算機軟件程序的非暫時性存儲器和用于執行所述軟件程序的處理器，其中，所述程序包括被配置成使得所述數據處理設備執行用于優化彩色圖像再現的處理的程序代碼，所述處理包括以下步驟(a)尋找記憶顏色的優選色調角；(b)對于每個優選色調角，確定其色調片的最大色度值；(c)選擇所述最大色度值的預定百分比處的兩個色度點；(d)在所述兩個色度點之間的范圍內對色度的亮度函數積分，以計算所述亮度函數的曲線下的面積；以及(e)基于所述面積的計算結果來選擇待被用作所述記憶顏色的色域映射目標的優選色調角。在又一個方面，本發明提供了一種用于控制數據處理設備的彩色圖像再現優化計算機程序，所述計算機可讀程序被配置成使得所述數據處理設備通過連接到所述數據處理設備的一個或多個彩色圖像再現裝置來執行用于優化彩色圖像再現的處理，所述處理包括以下步驟(a)尋找記憶顏色的優選色調角；(b)對于每個優選色調角，確定其色調片的最大色度值；(c)選擇所述最大色度值的預定百分比處的兩個色度點；(d)在所述兩個色度點之間的范圍內對色度的亮度函數積分，以計算所述亮度函數的曲線下的面積；以及(e)基于所述面積的計算結果來選擇待被用作所述記憶顏色的色域映射目標的優選色調角。應理解，前面的一般描述和下面的詳細描述是示例性的和解釋性的，并且意在提供對所要求保護的發明的進一步解釋。
圖1是圖示了根據本發明的一個實施例的用于優化彩色圖像再現的示例性處理的流程圖。圖2是圖示了根據本發明的一個實施例的用于優化彩色圖像再現的色調片面積計算的曲線圖。圖3是示出了根據本發明的一個實施例的示例性彩色圖像再現系統的示意性框圖。
具體實施例方式本發明的實施例提供了一種通過如下方式來優化彩色圖像再現的方法基于借助非線性或線性亮度曲線的定標色度值實現的面積計算來選擇某些記憶顏色(例如，天藍和草綠)的優選色調。如上所述，對于許多色域映射算法，從待被用于映射“目標”的輸出色域中選擇每種基色和合成色總體上的最高色度點，因此，當輸入色域和輸出色域對準時，所得到的映射顏色應當允許每種顏色的最高動態范圍。所得到的顏色雖然鮮艷且飽和，但是在大多數情況下看起來不“自然”，因此需要修改色調以適應于感知或照片渲染意圖的思想。為了創建該外觀，應當基于例如綠色的優選顏色的色調角來選擇目的地空間的映射目標，使得其中具有綠草的圖像看起來很自然。然而，選擇“完美的”綠色色調不總是最佳的思想，因為對于綠色的某些色度水平，圖像可能看起來是正確的，但是對于某些其它水平，可能沒有足夠的亮度差別來示出精細的細節和陰影，從而創建不良的所得圖像。本發明的一個目的是解決這種問題，其中“完美的”顏色遇到“不完美的”色域形狀。參照圖2，本發明的方法的一個示例性實施例首先尋找幾種記憶顏色(例如，天藍和草綠)的一系列優選色調角(步驟110)。已經對天藍和草綠的優選色調進行了許多研究，這些研究可以用于確定這些記憶顏色中的每種記憶顏色的目標色調。在確定色度范圍以分析亮度差異(dL)時，需要量度來確定如何選擇適當的值。對于每個優選色調角，對于圖2中所示的色調片確定最大色度值(步驟120)。參照圖2，圖示了對于優選色調角創建的色調片以及需要確定的其它變量。首先，在朝著較高和較低亮度值的每個方向上，尋找這樣的色度點其是最大色度值的某個百分比(例如， X%)0因此，在此步驟中，選擇最大色度值的預定百分比處的兩個色度點(圖1中的步驟 S130)。參照圖1和2，下一個步驟(步驟140)是計算可以通過多種方法確定的作為色度的函數的亮度的最佳擬合曲線下的、以兩個色度點為邊界的范圍內的面積(A)。設定用于面積計算的預定百分比(X% )取決于待被用于評估的目標色調的最大色度值。例如，由于草綠和天藍的優選色調應當分別在頗窄的色調范圍內，所以不同色調片之間的最大色度值沒有顯著差異，雖然它取決于色域的形狀。設定色調片的色度的預定百分比的目的是在面積分析和最終色調選擇中僅使用最飽和的顏色。例如，依據每個目標色調的最大色度的值，可將預定百分比設定如下 如果(每個色調片的)最大色度值小于30 則將預定百分比(X%)設定為最大值的90%，以確定兩個色度點(S卩，區域A的上和下邊界) 如果(每個色調片的)最大色度值在30和60之間則將預定百分比(X% )設定為最大值的80%，以確定兩個色度點 如果(每個色調片的)最大色度值大于60 則將預定百分比(X% )設定為最大值的70%，以確定兩個色度點上面的設定意味著如果色調片的最大色度大于60，則將色域中的顏色的較大百分比用于面積計算，因為較多的顏色足夠遠離中性軸以至于影響目標區域。另一方面，如果色調片的最大色度值小于30，則將色域中的顏色的小得多的百分比用于面積計算，因為較少的顏色足夠遠離中性軸以至于影響目標區域。如果存在一些最大色度值歸入目標色調片的兩種不同類別的情況，則對最大色度值取平均，并將該平均值用于設定用于面積計算的預定百分比。例如，最優選的藍色的色調角是270°，但是其它優選的藍色色調包括沈5°、 273°和沈8°。通過分析270°藍色色調的打印機的測量數據，最大色度值是C = 50，并且其它三個目標色調的最大色度值也在30和60之間。因此，可以將預定百分比設定為最大色度值的80 %，以確定將被用作邊界點的兩個色度點。一個色度點位于較高亮度值，而另一個色度點位于較低亮度值，二者都在C = 40，即最大色度值的80%。為了確定位于最大色度線上方的曲線下的面積A，可使用下面的積分公式 50
權利要求
1.一種用于優化彩色圖像再現的方法，包括以下步驟a.尋找記憶顏色的優選色調角；b.對于每個優選色調角，確定其色調片的最大色度值；c.選擇所述最大色度值的預定百分比處的兩個色度點；d.在所述兩個色度點之間的范圍內對色度的亮度函數積分，以計算所述亮度函數的曲線下的面積；以及e.基于所述面積的計算結果來選擇待被用作所述記憶顏色的色域映射目標的優選色調角ο
2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述預定百分比取決于所述最大色度值。
3.根據權利要求2所述的方法，其中，如果所述最大色度值小于30，則所述預定百分比是 90%。
4.根據權利要求2所述的方法，其中，如果所述最大色度值在30和60之間，則所述預定百分比是80%。
5.根據權利要求2所述的方法，其中，如果所述最大色度值大于60，則所述預定百分比是 70%。
6.根據權利要求1至5中的任何一項所述的方法，其中，色度的所述亮度函數是非線性函數。
7.根據權利要求1至6中的任何一項所述的方法，進一步包括如下步驟對于每個優選色調角，重復步驟b、c和d。
8.一種彩色圖像再現系統，所述彩色圖像再現系統包括數據處理設備，所述數據處理設備具有用于存儲計算機軟件程序的非暫時性存儲器和用于執行所述軟件程序的處理器， 其中，所述程序包括被配置成使得所述數據處理設備執行用于優化彩色圖像再現的處理的程序代碼，所述處理包括以下步驟a.尋找記憶顏色的優選色調角；b.對于每個優選色調角，確定其色調片的最大色度值；c.選擇所述最大色度值的預定百分比處的兩個色度點；d.在所述兩個色度點之間的范圍內對色度的亮度函數積分，以計算所述亮度函數的曲線下的面積；以及e.基于所述面積的計算結果來選擇待被用作所述記憶顏色的色域映射目標的優選色調角ο
9.根據權利要求8所述的系統，其中，所述預定百分比取決于所述最大色度值。
10.根據權利要求9所述的系統，其中，如果所述最大色度值小于30，則所述預定百分比是90%。
11.根據權利要求9所述的系統，其中，如果所述最大色度值在30和60之間，則所述預定百分比是80%。
12.根據權利要求9所述的系統，其中，如果所述最大色度值大于60，則所述預定百分比是70%。
13.根據權利要求8至12中的任何一項所述的系統，其中，色度的所述亮度函數是非線性函數。
14.根據權利要求8至13中的任何一項所述的系統，其中，所述處理進一步包括如下步驟對于每個優選色調角，重復步驟b、c和d。
全文摘要
一種在彩色圖像再現系統中實施的方法，所述彩色圖像再現系統包括數據處理設備，所述數據處理設備具有用于存儲計算機軟件程序的非暫時性存儲器和用于執行所述軟件程序的處理器，其中，所述程序包括被配置成使得所述數據處理設備執行用于優化彩色圖像再現的處理的程序代碼，所述處理包括以下步驟尋找記憶顏色的優選色調角；對于每個優選色調角，確定其色調片的最大色度值；選擇所述最大色度值的預定百分比處的兩個色度點；在所述兩個色度點之間的范圍內對色度的亮度函數積分，以計算所述亮度函數的曲線下的面積；以及基于所述面積的計算結果來選擇待被用作所述記憶顏色的色域映射目標的優選色調角。
文檔編號H04N1/60GK102572209SQ201110302748
公開日2012年7月11日 申請日期2011年9月28日 優先權日2010年9月29日
發明者亞雷德·韋恩·武男·克洛克 申請人:柯尼卡美能達美國研究所有限公司