三維可感知色域計算方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種三維可感知色域計算方法，包括如下步驟：建立人眼色覺的數(shù)學(xué)模型：分別建立對于自發(fā)光物體的人眼色覺感知模型和對于普通物體的人眼色覺感知模型；確定顏色空間內(nèi)的三維色域邊界點(diǎn)；將計算出的顏色空間內(nèi)的色域邊界點(diǎn)轉(zhuǎn)化為以及顏色空間。該方法通過建立人眼的色覺模型，能夠計算出在設(shè)備無關(guān)的顏色空間內(nèi)不同坐標(biāo)系下的人眼可感知色域。本算法能為對未來不同色域信號、不同顯示器件、不同顯示方式的顯示器設(shè)備以及不同彩色印刷打印設(shè)備的可重現(xiàn)三維色域進(jìn)行準(zhǔn)確客觀的評價提供理論基礎(chǔ)。
【專利說明】Ξ維可感知色域計算方法
[0001] 本發(fā)明得到天津市高等學(xué)?？萍及l(fā)展基金計劃課題20140719;天津師范大學(xué)研究 生科研創(chuàng)新項(xiàng)目Υ201502的資助。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明設(shè)及顏色科學(xué)與技術(shù)、彩色印刷及顯示器技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種Ξ維可 感知色域計算方法。
【背景技術(shù)】
[0003] 顯色設(shè)備由于種種條件的限制，其能顯示的顏色只是自然界顏色的一部分。為了 對不同的顯示設(shè)備的顏色重現(xiàn)能力進(jìn)行評價，當(dāng)前對于顯色設(shè)備的顏色重現(xiàn)能力評價是在 二維色度平面內(nèi)進(jìn)行評價的，然而研究表明與傳統(tǒng)的二維色域相比，在顏色的Ξ維空間對 顯示設(shè)備的色域研究，能夠更全面的比較和分析顯示器的顯色特性。
[0004] 在技巫受線貨二維色度圖內(nèi)，當(dāng)前電視信號的色域覆蓋率只約為視覺能感受色 域范圍的1/3。然而，隨著現(xiàn)代科技和工業(yè)的迅速發(fā)展，近年來多種新型顯示器件和顯示技 術(shù)不斷涌現(xiàn)。除傳統(tǒng)的陰極射線管葛;外，液晶顯示器;、等離子體顯示器(PDF)、 數(shù)字光學(xué)處理器(POP)、:娃基液晶顯示發(fā)光二極管背光源液晶顯示器 裝I速13-LP3菜\ 4元色W上的多元色pG技等多種新型顯示器件已實(shí)用化或已研制成功。 在顯示方式方面，除直視型外，前投影、背投影、激光投影和多元色投影等也已投入實(shí)用。運(yùn) 些新型顯示器件和顯示方式基于不同原理，不同結(jié)構(gòu)，采用不同材料、器件和技術(shù)，彩色重 現(xiàn)性能已明顯提高，色域擴(kuò)大，一些"未來型"顯示器件和顯示方式還將涌現(xiàn)。同樣，隨著彩 色印刷技術(shù)W及顏色原料的快速發(fā)展，現(xiàn)在打印印刷設(shè)備的可打印印刷色域也越來越寬。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)對未來不同色域信號、不同顯示器件、不同顯示方式的顯示器設(shè)備W及不 同彩色印刷打印設(shè)備的可重現(xiàn)色域進(jìn)行準(zhǔn)確客觀的評價，就需要在顏色的Ξ維空間對顯色 設(shè)備的色域進(jìn)行分析與研究。
[0006] 歷史悠久的顏色科學(xué)研究證實(shí)，顏色有亮度（明度）、色調(diào)和色飽和度Ξ種屬性。亮 度（明度)指彩色光刺激的強(qiáng)弱。色調(diào)即色品，不同波長可見光的色調(diào)不同，可見光波長由長 到短，色調(diào)由紅色逐漸變化到藍(lán)色。色飽和度指顏色的純度，含白色光比例越低的顏色，其 色飽和度越高。
[0007] 目前通用的色度測試是用特定亮度（明度）的二維測試圖，測量顯色設(shè)備的二維色 性能，實(shí)際上只評測了特定亮度（明度）下的色調(diào)和色飽和度質(zhì)量，并不能對顯色設(shè)備的顯 色效果進(jìn)行精確地評價。W電視技術(shù)為例，目前我國相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求測定的"色域覆蓋率"，也 只是用100%幅度的紅、綠和藍(lán)Ξ種滿幅測試圖，測定可重顯Ξ基色限定的色度范圍與可見 光色度范圍的比值。
[000引實(shí)際上，不同的顯色設(shè)備在不同亮度（明度）下，色域有很大的差別。例如 LC曰、PDP等平板顯示器，當(dāng)亮度（明度）提高后，色域大為縮窄，運(yùn)意味著采用現(xiàn)有技 術(shù)，運(yùn)些顯示器不能顯示高亮度（明度）的高飽和色。目前在顯示器領(lǐng)域，已有一些顯示器的 Ξ維色域測試圖，可W用來測定不同顯示器件和顯示方式的Ξ重色屬性，提供Ξ維色域測 試數(shù)據(jù)，為產(chǎn)品的Ξ維色復(fù)顯設(shè)計提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，運(yùn)樣就能測定顯色設(shè)備在Ξ維顏色空間 的色域。然而，對比傳統(tǒng)顯色設(shè)備的二維色域覆蓋率，就需要在顏色的Ξ維空間內(nèi)構(gòu)建人眼 的Ξ維可感知色域，進(jìn)而通過Ξ維色域覆蓋率運(yùn)一參數(shù)來對不同的顯色設(shè)備的顏色重現(xiàn)能 力進(jìn)行客觀精確的評價。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供了一種Ξ維可感知色域計算方 法。
[0010] 本發(fā)明為解決運(yùn)一問題，所采取的技術(shù)方案是： 一種Ξ維可感知色域計算方法，該方法包括如下步驟： 建立人眼色覺的數(shù)學(xué)模型:分別建立對于自發(fā)光物體的人眼色覺感知模型和對于普通 物體的人眼色覺感知模型； 確定彩籃茲苦茲:顏色空間內(nèi)的Ξ維色域邊界點(diǎn)； 將計算出的彩歴鼓繁玄顏色空間內(nèi)的色域邊界點(diǎn)轉(zhuǎn)化為域姑盛疫穀濾按疲匯彩衣顏 色空間。
[0011] 其中，建立對于自發(fā)光物體的人眼色覺感知模型的具體方法為： 對于一個給定的自發(fā)光物體的光譜分布,其顏色的立刺激XYZ計算模型如 下：
其中；gl:!，if%, 是沒裝標(biāo)準(zhǔn)觀察者函數(shù);采用等間隔取樣的辦法來對上式 進(jìn)行簡化計算，積分運(yùn)算就轉(zhuǎn)換為求和運(yùn)算：
其中琴^最，署為標(biāo)準(zhǔn)觀察者顏色匹配向量，每歷自發(fā)光物體的光譜分布向量。
[0012] 建立對于普通物體的人眼色覺感知模型的具體方法為： 人眼產(chǎn)生的色覺反應(yīng)是在人眼、物體、W及標(biāo)準(zhǔn)照明體Ξ者共同作用下產(chǎn)生的，其對應(yīng) 的顏色的Ξ刺激值計算過程：
其中約:游為標(biāo)準(zhǔn)光源的相對功率分布，?|^,，sp是拉g標(biāo)準(zhǔn)觀察者函數(shù)， :您為歸一化系數(shù)，反映的是物體對標(biāo)準(zhǔn)光源光譜的調(diào)制作用，在光源發(fā)出光后，經(jīng) 過物體對不同波長光譜分量的反射或者透射作用，將原來的光譜尹(i.)賽為P(義 通過上式的積分運(yùn)算，即可得到對于某一光照條件下的物體的顏色;等間隔取樣后得到離 散的物體顏色Ξ刺激值XYZ的計算公式：
其中5,宗，:奏為標(biāo)準(zhǔn)觀察者匹配向量，膠為歸一化系數(shù)，馬為標(biāo)準(zhǔn)光源的光譜分 布向量，夢{珠 I為物體對標(biāo)準(zhǔn)光源光譜的調(diào)制向量。
[001引確定控渡X賽玄顏色空間內(nèi)的；維色域邊界點(diǎn)的具體步驟如下： 對人眼色覺的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分析，在已知了標(biāo)準(zhǔn)觀察者的顏色匹配函數(shù)W及標(biāo)準(zhǔn)照明 體的光譜分布后，唯一的變量是物體對標(biāo)準(zhǔn)光源的反射或者透射光譜分布，對人眼 可感知光譜范圍通過矩形脈沖抽樣算法來對該變量進(jìn)行遍歷W求取在仁圧ΧΥΖ顏色空間 內(nèi)人眼可感知Ξ維色域的最大邊界點(diǎn)。
[0014] 將計算出的挖巧?茲顏色空間內(nèi)的色域邊界點(diǎn)轉(zhuǎn)化為磯Ρ粟緩裝獻(xiàn)載較禱:購萍顏 色空間，其轉(zhuǎn)換關(guān)系如下： 轉(zhuǎn)換到炫遊私藻政顏色空間，其坐標(biāo)表示為'|^1^^%
其中，及、'取、z為顏色的^刺激值;斬、;:載~馬為觸標(biāo)準(zhǔn)照明體的^刺激值，規(guī) 范化令m韓:纖 轉(zhuǎn)換到:控座撤y顏色空間，其坐標(biāo)表示為if貧
式中，》j:、；，'為顏色樣品的色品坐標(biāo)，該坐標(biāo)系就是當(dāng)前顯示器顯色效果評價指標(biāo)所 用的坐標(biāo)系；輪為:'為光源的色品坐標(biāo);聚、苦,2為顏色的^刺激值，梁。;>據(jù)、::2;。 巧纖;標(biāo)準(zhǔn)照明體的立刺激值，規(guī)范化令Y。=10 0;
從而得到在CE設(shè)備無關(guān)的顏色空間內(nèi)的Ξ維可感知色域。
[0015]本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是： 本發(fā)明的Ξ維可感知色域計算方法，通過建立人眼的色覺模型，能夠計算出在C連設(shè) 備無關(guān)的顏色空間內(nèi)不同坐標(biāo)系下的人眼可感知色域。本算法能為對未來不同色域信號、 不同顯示器件、不同顯示方式的顯示器設(shè)備W及不同彩色印刷打印設(shè)備的可重現(xiàn)Ξ維色域 進(jìn)行準(zhǔn)確客觀的評價提供理論基礎(chǔ)。本發(fā)明選擇C圧色度系統(tǒng)，運(yùn)是因?yàn)镮：法顏色系統(tǒng)是設(shè) 備無關(guān)的顏色空間，也是顏色科學(xué)理論的基礎(chǔ)，在該顏色空間內(nèi)能夠?qū)Σ煌娘@色設(shè)備進(jìn) 行統(tǒng)一的評價，有利于標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一。
【附圖說明】
[0016] 圖1是本發(fā)明的自發(fā)光物體的人眼感知顏色模型示意圖； 圖2是本發(fā)明的普通物體的人眼感知顏色模型示意圖； 圖3是本發(fā)明的計算條件圖；其中（a) OE標(biāo)準(zhǔn)觀察者函數(shù)；（b) DS5光源的光譜功 率分布； 圖4是本發(fā)明CIELAS顏色空間內(nèi)的邊界點(diǎn)計算結(jié)果圖； 圖5是本發(fā)明aEixrv顏色空間內(nèi)的邊界點(diǎn)計算結(jié)果圖； 圖6是本發(fā)明計算結(jié)果驗(yàn)證的二維探色度圖； 圖7是本發(fā)明計算結(jié)果驗(yàn)證的CffisyY的人眼可感知色域圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017] W下參照附圖和具體實(shí)例對本發(fā)明的Ξ維可感知色域計算方法進(jìn)行詳細(xì)的說明。 下面描述的具體實(shí)施例僅是本發(fā)明的最佳實(shí)施方式，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0018] 本發(fā)明完成了人眼可感知Ξ維色域的理論構(gòu)建，在進(jìn)行人眼可感知色域的構(gòu)建 時，通過對綾色域、Up巍i顯色系統(tǒng)、口￡色度系統(tǒng)^及RGB顏色空間等不同的顏色 空間進(jìn)行分析比較后，本算法選擇錄i色度系統(tǒng)，運(yùn)是因?yàn)榉鸈顏色系統(tǒng)是設(shè)備無關(guān)的顏色 空間，也是顏色科學(xué)理論的基礎(chǔ)，在該顏色空間內(nèi)能夠?qū)Σ煌娘@色設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一的評價， 有利于標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一。
[0019] 本發(fā)明的Ξ維可感知色域計算方法，包括如下步驟： 第一步，建立人眼色覺的數(shù)學(xué)模型 人眼對于顏色的感知抽象地概括分為兩種情況:第一種，對于自發(fā)光物體，如顯示器 等，由于物體是自發(fā)光物體，在運(yùn)種情況下即使沒有外界光源也會對人眼產(chǎn)生刺激，進(jìn)而產(chǎn) 生色覺；第二種情況是人眼、光源、物體Ξ者的相互作用來產(chǎn)生色覺，運(yùn)也是我們生活中最 常見到的情況。物體通過對光源光譜的反射或者透射進(jìn)而刺激人眼產(chǎn)生對應(yīng)的視覺。對于 運(yùn)兩種情況，其顏色的Ξ刺激值的計算方法是不同的，所W必須要分開考慮。
[0020] 模型一，自發(fā)光物體的人眼感知顏色模型，如圖1所示， 對于一個給定的自發(fā)光物體的光譜分布裝til其顏色的Ξ刺激沒豕圣計算模型如下：
其中是竊g標(biāo)準(zhǔn)觀察者函數(shù)（根據(jù)實(shí)際情況選用妙或：|妒視 角），積分的波長范圍是i纖to為織盆盤的可見光光譜范圍。標(biāo)準(zhǔn)觀察者函數(shù)是通過竊I的 顏色度量實(shí)驗(yàn)測得的人眼對于光譜的刺激反應(yīng)，其能夠較為精確的反映人眼對光譜的色覺 特性，也是本算法計算的理論基礎(chǔ)。
[0021] 由于人眼的視覺在光譜范圍上是連續(xù)的而且標(biāo)準(zhǔn)觀察者函數(shù)并沒有確定的函數(shù) 表達(dá)式(運(yùn)也從側(cè)面說明人眼色覺的非線性特性），使得上述的積分計算非常復(fù)雜。為此，本 文采用等間隔取樣的辦法來對上式進(jìn)行簡化計算，運(yùn)樣復(fù)雜的積分運(yùn)算就轉(zhuǎn)換為求和運(yùn) 算：
其中i，:兩，軍就可W稱為標(biāo)準(zhǔn)觀察者匹配向量，璋稱為自發(fā)光物體的光譜分布向 量。
[0022] 模型二，對于普通的物體來說，人眼的色覺感知模型，如圖2所示，從圖2可W看出， 人眼產(chǎn)生的色覺反應(yīng)是在人眼、物體、W及標(biāo)準(zhǔn)照明體Ξ者共同作用下產(chǎn)生的。其對應(yīng)的顏 色的Ξ刺激值計算過程：
其中1^礙為標(biāo)準(zhǔn)光源的相對功率分布，丟, 仍然是?標(biāo)準(zhǔn)觀察者 函數(shù)，鞍稱為歸一化系數(shù)。巧（1)反映的是物體對標(biāo)準(zhǔn)光源光譜的調(diào)制作用，在光源發(fā)出 光后，經(jīng)過物體對不同波長光譜分量的反射或者透射作用，將原來的光譜Ρ(Α)變?yōu)?巧:若也可W將其理解為一個次級光源。對于通過透射呈現(xiàn)顏色的物體來說，例如玻 璃等，跨（義）稱為物體的光譜透射系數(shù)，一般可W用分光光度計測量得出;對于通過反射呈 現(xiàn)顏色的物體來說護(hù)（i)稱為物體的光譜反射系數(shù)，一般可W用反射式分光光度計測定。 通過上式的積分運(yùn)算，即可得到對于某一光照條件下的物體的顏色。
[0023] 同樣的，對上面的式子等間隔取樣后便得到了離散的物體顏色Ξ刺激值XYZ的 計算公式：
其中幕系;,蠶;為標(biāo)準(zhǔn)觀察者顏色匹配向量，:搭.為歸一化系數(shù)，F(xiàn)勸標(biāo)準(zhǔn)光源 的光譜分布向量，夢為物體對標(biāo)準(zhǔn)光源光譜的調(diào)制向量。
[0024] 第二步，確定OEXY.Z顏色空間內(nèi)的Ξ維色域邊界點(diǎn) 通過對上文人眼色覺的數(shù)學(xué)模型分析可知，在已知了標(biāo)準(zhǔn)觀察者的顏色匹配函數(shù)W及 標(biāo)準(zhǔn)照明體的光譜分布后，唯一的變量是物體對標(biāo)準(zhǔn)光源的反射或者透射光譜分布如.A)，: 所W就需要對該變量進(jìn)行遍歷。由于所要求的是人眼視覺可感知Ξ維色域的最大邊界，所 W只需要確定Ξ維色域邊界上的顏色點(diǎn)即可。為此本算法提出對人眼可感知光譜范圍通過 矩形脈沖抽樣算法來對該變量進(jìn)行遍歷W達(dá)到求取Ξ維色域邊界點(diǎn)的目的。為了便于介 紹，運(yùn)里僅給出5個矩形光譜脈沖抽樣的例子： 首先是僅一個脈沖的時候
[00巧]通過上述的算法，便可W求得在玄顏色空間內(nèi)人眼可感知色域的最大邊 界點(diǎn)。
[0026] 在實(shí)際計算時，可W根據(jù)需要自行選擇合適的采樣間隔。對可見光光譜 Μ·、3皿1-7S&皿范圍內(nèi)的光譜的采樣間隔越大，得到的色域邊界點(diǎn)就越少，計算結(jié)果就越不精 確，不利于人眼Ξ維可感知色域邊界的構(gòu)建，反之，采樣間隔越小，得到的色域邊界點(diǎn)就越 多，計算的結(jié)果也就越精確，但是相應(yīng)的計算時間也會變長。最終計算得到的按限沒yz顏 色空間內(nèi)的色域邊界點(diǎn)數(shù)目Μ .與采樣間隔巧的關(guān)系是：
第立步，將計算出的爲(wèi)踐0：望顏色空間內(nèi)的色域邊界點(diǎn)轉(zhuǎn)化為C控ΙΑΒ G.坂OE.LUV 顏色空間。
[0027] 通過上述算法便可W得到在設(shè)備無關(guān)的顏色空間C1EW置內(nèi)的Ξ維色域邊界 點(diǎn)，然而由于挖胃苯玄顏色空間的均勻性差，不利于實(shí)際的應(yīng)用分析。當(dāng)前大多數(shù)學(xué)者都 是在CIEIAB或者沒齒激￥顏色空間內(nèi)對顯色設(shè)備的Ξ維色域進(jìn)行研究，為此需要將計算出 的CIKXY之顏色空間內(nèi)的色域邊界點(diǎn)轉(zhuǎn)化為;技蠢患沒茲1?撫搭療1遍請額色空間，其轉(zhuǎn)換關(guān) 系如下： 轉(zhuǎn)換到窗熟媼顏色空間，其坐標(biāo)表示為技玫*1/:
.： 其中，聚;、Υ: >妾為顏色的^刺激值;哀S.、％、顆為技扳標(biāo)準(zhǔn)照明體的^刺激值， 規(guī)范化使Υ產(chǎn)》 轉(zhuǎn)換到趣LtM顏色空間，其坐標(biāo)表示為tW ,
式中，孤'V 為顏色樣品的色品坐標(biāo)，該坐標(biāo)系就是當(dāng)前顯示器顯色效果評價指標(biāo) 所用的坐標(biāo)系；巧。;.'、考。:'為光源的色品坐標(biāo);獲、:京、:玄為顏色的Ξ刺激值，::3￡s:、; Y::駕 為細(xì)i標(biāo)準(zhǔn)照明體的S刺激值，規(guī)范化使鳴鐘㈱
通過W上算法便可W得到在αΕ設(shè)備無關(guān)的顏色空間內(nèi)的Ξ維可感知色域。
[002引結(jié)果說明 由于絕I藤色度系統(tǒng)有兩種標(biāo)準(zhǔn)觀察者函數(shù)和i婚兩種視場，本算法選取銀籃1931標(biāo) 準(zhǔn)觀察者視角為下顏色匹配函數(shù)作為人眼視覺的標(biāo)準(zhǔn)（也可根據(jù)實(shí)際需要選擇1梓視場 下的顏色匹配函數(shù)），選擇標(biāo)準(zhǔn)光源為Efe，運(yùn)也是魅績推薦的最接近日光的照明體，光譜范 圍為3^^￡11^辯0婆，如圖3 (a) (b)所示。
[0029] 與此同時，本算法選取的可見光光譜范圍的采樣間隔為5nm，運(yùn)樣就需要95個采樣 點(diǎn)，最終可W在CIE顏色空間內(nèi)得到8931個色域邊界點(diǎn)，選用的色覺模型為普通物體的成 色模型，物體的透射率或者反射率為即擦，禍:;物體為非巧光材料。為了求得人眼在Ξ維顏 色空間內(nèi)的最大可感知色域，在計算過程中物體的反射率或者透射率設(shè)為最大值1。最終計 算得出在€?投泌獻(xiàn)及crnx·巧額色空間內(nèi)的邊界點(diǎn)如圖4和圖5所示。
[0030] 從圖中可W看出，人眼的視覺特性在C距顏色空間內(nèi)都不是均勻的，運(yùn)也說明人 眼色覺的非線性特性。在顏色的二維色域空間內(nèi)抵色度圖與技V色度圖相比，顏色的均勻 性較差，同樣在；維空間內(nèi)，按盛扮!￥顏色空間的均勻性比CffiL聾君顏色空間的要好。
[0031] 表1列出了不同顏色系統(tǒng)在C距LAB顏色空間內(nèi)各參數(shù)的最大值和最小值。
[0032] 表1不同顏色系統(tǒng)在凝甄顏色空間內(nèi)的參數(shù)
從表1可W看出，本文計算出的結(jié)果在疑拱聾寫顏色空間內(nèi)的比黏玻敎滯巍觀?絶域系 統(tǒng)的坐標(biāo)值最大，也從側(cè)面驗(yàn)證了本算法的有效性。
[0033] 與此同時，為了驗(yàn)證本算法數(shù)據(jù)的有效性，本算法還計算出了數(shù)據(jù)在二維sy色度 圖W及控深姆￥顏色空間內(nèi)的計算結(jié)果如圖6和圖7所示。從圖6和圖7可W明顯的看出本算 法的有效性。
[0034] 二）目的 廣義的"色域"指色彩信息采集、生成、處理、傳輸和重現(xiàn)的顏色范圍，其理論基礎(chǔ)是顏 色科學(xué)。顏色科學(xué)和技術(shù)在眾多領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用，不同領(lǐng)域需求不同。顏色有亮度（明 度）、色調(diào)和色飽和度Ξ種屬性，需用Ξ個獨(dú)立的基本量表征，采集、生成、處理、傳輸和重建 細(xì)麗多彩的自然景象和計算機(jī)等人工合成的色彩，本質(zhì)上需要在亮度（明度）、色調(diào)和色飽 和度Ξ個方面保真或滿足視覺對Ξ維色重現(xiàn)要求。對色彩Ξ重屬性及其再現(xiàn)技術(shù)的研究需 在Ξ維色空間進(jìn)行。
[0035] -段光譜與一個特定的色域?qū)?yīng)，不同顯色器件或顯示方式與該器件或設(shè)備的色 域相對應(yīng)，人類視覺可見光譜與可見光色域?qū)?yīng)。為了能夠統(tǒng)一對未來不同色域信號、不同 顯示器件、不同顯示方式的顯示器設(shè)備W及不同彩色印刷打印設(shè)備的可重現(xiàn)Ξ維色域評價 標(biāo)準(zhǔn)，本算法基于人眼對光譜刺激的色覺反應(yīng)模型，在設(shè)備無關(guān)的顏色空間內(nèi)理論構(gòu)建了 Ξ維的可感知色域。使用本算法能夠?qū)Σ煌@色設(shè)備在Ξ維顏色空間內(nèi)的顏色重現(xiàn)能力進(jìn) 行精確的定量的評價。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種三維可感知色域計算方法，其特征在于，該方法包括如下步驟： 建立人眼色覺的數(shù)學(xué)模型：分別建立對于自發(fā)光物體的人眼色覺感知模型和對于普通 物體的人眼色覺感知模型； 確定€屈焚穿藝顏色空間內(nèi)的三維色域邊界點(diǎn)； 將計算出的CIEXYZ顏色空間內(nèi)的色域邊界點(diǎn)轉(zhuǎn)化為CilLAB以及穿顏 色空間。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三維可感知色域計算方法，其特征在于，建立對于自發(fā)光 物體的人眼色覺感知模型的具體方法為： 對于一個給定的自發(fā)光物體的光譜分布蘆其顏色的三刺激發(fā)史2:計算模型如下：其中_.黑是:_i:_標(biāo)準(zhǔn)觀察者函數(shù);采用等間隔取樣的辦法來對上式進(jìn) 行簡化計算，積分運(yùn)算就轉(zhuǎn)換為求和運(yùn)算：其中離'__為標(biāo)準(zhǔn)觀察者匹配向量，勒::為自發(fā)光物體的光譜分布向量。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三維可感知色域計算方法，其特征在于，建立對于普通物 體的人眼色覺感知模型的具體方法為： 人眼產(chǎn)生的色覺反應(yīng)是在人眼、物體、以及標(biāo)準(zhǔn)照明體三者共同作用下產(chǎn)生的，其對應(yīng) 的顏色的三刺激值計算過程：其中典_為標(biāo)準(zhǔn)光源的光譜功率分布，確_,: ^1:是1?標(biāo)準(zhǔn)觀察者函數(shù)， S為歸一化系數(shù)，?K A.}反映的是物體對標(biāo)準(zhǔn)光源光譜的調(diào)制作用，在光源發(fā)出光后，經(jīng)過 物體對不同波長光譜分量的反射或者透射作用，將原來的光譜通 過上式的積分運(yùn)算，即可得到對于某一光照條件下的物體的顏色;等間隔取樣后得到離散 的物體顏色三刺激值麗的計算公式：其中為標(biāo)準(zhǔn)觀察者匹配向量，κ為歸一化系數(shù)，ρ?為標(biāo)準(zhǔn)光源的光譜分布 向量，1^.1丨為物體對標(biāo)準(zhǔn)光源光譜的調(diào)制向量。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三維可感知色域計算方法，其特征在于，確定顏色 空間內(nèi)的三維色域邊界點(diǎn)的具體步驟如下： 對人眼色覺的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分析，在已知了標(biāo)準(zhǔn)觀察者的顏色匹配函數(shù)以及標(biāo)準(zhǔn)照明 體的光譜分布后，唯一的變量是物體對標(biāo)準(zhǔn)光源的反射或者透射光譜分布夢(?)，對人眼可 感知光譜范圍通過矩形脈沖抽樣算法來對該變量進(jìn)行遍歷以求取在迨istez顏色空間內(nèi) 人眼可感知三維色域的最大邊界點(diǎn)。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維可感知色域計算方法，其特征在于：將計算出的 CIEXYZ顏色空間內(nèi)的色域邊界點(diǎn)轉(zhuǎn)化為CIELAB以及CffiLUV顏色空間，其轉(zhuǎn)換關(guān) 系如下： 轉(zhuǎn)換到€趣祕_顏色空間，其坐標(biāo)表示為:其中，i:.、f , t:為顏色的三刺激值;x s.、:寫.端__1標(biāo)準(zhǔn)照明體的三刺激值， 令％::幽.〇.;.. 轉(zhuǎn)換到幻羅_穿顏色空間，其坐標(biāo)表示為式中，:￥:、每'為顏色樣品的色品坐標(biāo)；％Λ、光源的色品坐標(biāo);:寒1、2,為顏 色的三刺激值，：&:、見:,、:?為ΟΕ標(biāo)準(zhǔn)照明體的三刺激值，令:__:顯1從而得到在C1E:設(shè)備無關(guān)的顏色空間內(nèi)的三維可感知色域。
【文檔編號】G06F17/50GK105825020SQ201610167434
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年3月23日
【發(fā)明人】李彥, 杜焱霖, 甄丹, 馬凌云
【申請人】天津師范大學(xué)