CN103931169A - 一种通用的色域映射及色彩管理方法 - Google Patents

Abstract

通用的色域映射及色彩管理方法，包括采用结构相同的标定色靶，采用统一的原理和方法进行颜色空间的坐标变换和设备之间的色域映射；设置通道基色量参数并使通道基色量、基准基色量和驱动参数之间形成可逆的幂函数关系；创建生成纯净灰色梯尺的方法，并以此生成灰核参数、灰色平衡幂函数；对图像的灰阶进行伽玛校正；创建了刘氏D_lx_ly_l特性文件连接颜色空间；创建能够同时完成色域映射、伽玛校正并能够用快速解析算法实施的颜色空间映射方法；创建把刘氏色域映射方程得到的基色量数值精确转换到驱动输入数值的方法。该方法排除了红移干扰、合成和分解颜色时三基色能够保持自身独立性和通道独立性、优先复制灰色成分、按照亮度独立原则传送亮度和色度信息，具有良好的通用性。

Description

一种通用的色域映射及色彩管理方法 技术领域

本发明是跨媒体传送图像信息和按感知意图精确重现彩色图像的一种实用的、 全新的技术， 主要 应用对象是图像输入设备（例如数字照相机、家用数码摄像机、扫描仪、电视摄像机、 PHOTOCD), 图像显示设备 （例如 CRT、 PDP、 LCD、 LED显示器） 和图像输出设备 （例如彩色打印机、 多色胶 印机、 远程图像传送、 图像移动通讯、 网络图像交换等） 和用它们构成的彩色管理***、 计算机 图像***、 多媒体电视***、 图像发送和接受***等的设计制造领域， 它为前述各类实用***的 软件生产和硬件制造提供了一种通用的完全创新的技术支持途径。

背景技术

在己有的色彩管理***中， 例行地的选择 CIE LAB ( CIECAM02 ) 作为 PCS (特性文件连接空间）， 然而， CIE LAB和 CIECAM02等表示颜色的***仍然存在不可忽视的误差；而 CMM (色彩管理模块） 在将 CIE XYZ转换成 RGB或 CMYK颜色空间的数据时， 由于设备和媒体对 X值、 Y值和 Z值的衰 减并不一致， 使得 CIE XYZ与 RGB或 CMYK之间成为复杂的非线性关系， 但是到目前为止解决这 种非线性关系的方法是不统一、不精确的，其症结在于没有解决三基色配色时自身属性的独立性、 通道的独立性、 灰色成分的独立性， 更没有考虑到基色的红移特性等技术问题， 影响所及， 人们 不得不采用査找表方法解决实际遇到的困难， 査找表方法不仅繁琐， 而且转换结果缺乏唯一性； 在彩色图像的再现意图方面， 由于缺乏通用的色域映射方法， 实现跨媒体色域映射是困难的， 直 到现在也没有真正达到 "所见即所得" 的目标。 在这样的技术背景之下， 本发明另辟蹊径， 建立 了一种通用的跨媒体的色域映射方法， 它使得整个色彩管理***的主要环节能够采用统一的原 理、 统一的方法和统一的数学描述模型， 在具体运用这些原理和方法解决实际问题时， 把提高色 域映***确性的措施放在建立特性化文件阶段，使得预测色彩的准确性得到保证，在实时工作时， 则采用新的色域映射方法和不高于二次方的解析计算方法， 这使得色域映射的精确性和生产效率 同时得到兼顾； 这种方法是透明的， 过程是规律的， 结果是唯一的， 增加了企业参与的机会和充 分发挥设备潜能的可能性。

发明内容

本发明之所以能够把一个具有创新特点的、 方法统一的色域映射***建立起来， 就在于解决了如 下关键性的问题：

( 1 ) 在用三基色复制色彩的整个流程中， 始终保持基色属性的不变性是最为根本的问题， 然而 已有的 Marry-Davis公式、 Yule-Nielson公式、 G0G色度预测模型等准确度都是不够的；

( 2 ) 在颜色合成空间内三基色在满足自身色相属性不变性的同时， 每种基色在每个通道内还必 须保持空间的独立性， 但是己有的颜色转换方法和数学模型， 例如 Neugebauer方程和常用的色空 间矩阵转换方程等都不能真正满足这样的要求；

( 3 ) 彩色图像复制应当优先确保灰色阶调复制是正确的， 这涉及到灰色平衡、 灰平衡曲线设置、 视觉适应和对媒体衰减效应的伽玛校正问题， 但是己有的技术存在灰色和彩色复制互相牵制的缺 陷， 不能做到灰色阶调的优先独立复制， 在色域的某个区域会产生明显的色彩复制误差；

( 4 ) 作为 PCS特性文件连接空间应当是精确的， 但是已有的特性文件连接空间并不是完全均匀 的， 本发明用新创的 Dwyi特性文件连接空间解决了色域映射和颜色传送的准确性的问题； '

( 5 ) 由于己有的技术不能解决转换模型的复杂度和算法效率之间的矛盾， 因而不得不采用查找 表方法解决问题， 但是査找表方法难以做到图像映射的唯一性和色域映射的连贯性； 随着时间的 推移， 当设备老化、 特性偏移的时候， 用户难以主动采取纠正措施；

(6 ) 面对跨媒体色彩输入设备、 输出设备的多样性， 已有的色域映射方法缺乏统一的处理原则 和方法， 这使色域映射技术本身在原理方面就存在产生随机误差和***误差的因素。

本发明在逐一解决上述关键难点的基础上创立的一种全新的色彩映射技术， 最终使被映射的颜色 ~~保持原有的色相、 原有的色度坐标和按照感知意图映射的亮度。 由于涉及到较多的非传统的新东 西， 为了降低理解的难度， 下面首先逐项列出映射***中各类设备共用的基本方法和实现这些方 法的数学模型， 而后把这些基础性发明串联起来构成一个完整的色彩映射***。

声明： 本说明书中出现的数学模型采用统一的命名和标示符号， 为了避免不必要的重复解释， 只 在该数学符号首次出现的时候注明含义， 敬请读者注意。

1. 一种为输入、 显示和输出设备所通用的、 驱动数值也对应相等的色靶结构

用途和目的： 本步骤主要解决***各类设备的统一标定问题。 为标定输入设备、 显示设备和输出 设备生成一种具有共性的互相联通的色靶结构， 在不同设备之间用色相上具有对应关系、 驱动数 值相同的颜色样本进行标定， 其目的是让彩色管理***中的各类设备有一个统一的输入标准， 获 得连续性和继承性良好的映射效果。

色靶的结构和生成步骤：

1 ) 给定基础输入数据： 在为输入设备、 显示设备和打印输出设备建立特性化文件时， 用来实际 测量输入数据生成三刺激值， 色靶上的颜色样本包括：

( 1 ) 单色的三基色梯尺： 从最小值 0到最大值 20 之间把驱动数值设定为 21级， 即让梯级数 i = 21， 对于显示器来说， 就是让三基色 rgb的 21个驱动数据 d_ri、 d_gi、 d_bi都是: 0.00， 12.75， 25.50， 38.25, 51.00, 63.75, 76.50, 89.25， 102.00, 114.75， 127.50， 140.25， 153.00， 165.75 , 178.50， 191.25, 204.00, 216.75， 229.50， 242.25， 255.00， 在显示器上逐个显示驱动数值生成的颜色并进行实测； 对于数码照相机和电视摄像机之类的标定色靶来说， 按照与此同样的数据制作成相纸色靶； 对于 打印机和扫描仪色靶来说， 就是让三基色 cmy的 21个驱动数据 d_d、 d_mi、 d_yi是： 0%=0.00/255，

5% = 1275/255, 10% = 25.50/255 , 15% =38.25/255 , 20% = 51.00/255， 25% = 63.75/255， 30% =76.50/255, 35% =89.25/255, 40% = 102.00/255, 45% = 114.75/255, 50% = 127.50/255, 55% = 140.25/255,

60% = 153.00/255, 65% = 165.75/255 , 70% = 178.50/255 , 75% = 191.25/255 , 80% = 204.00/255 ,

85%=216.75/255, 90% = 229.50/255， 95% = 242.25/255 , 100% = 255/255； 对于打印机色靶来说， 还应 加上一条 21级单色黑墨梯尺， 其驱动变量用 d_ki表示；

( 2 ) 二次颜色样本： 对于显示器来说， 它们是用 (d_r255+d_g255)、 (d_r255+d_b255)、 (d_g255+d_b255) 三对驱动数值显示的三个二次色； 对于打印机和扫描仪来说， 它们是用 （dJ00%+d_m100%)、

(d_m100% + d_y100%)> (dd00% +d_y100%) 合成的三个二次色； 对 CMYK 四色打印来说还需要增加 (dc100%+dk100%), (d_m100°/。+d_k100%)、 (d_y100%+d_k100%) 合成的三个二次色；

( 3 ) 三次颜色样本： 对于显示器来说， 它们是用具有相同 （d_ri+d_gi+ ) 驱动数值、 从 0 到 255 顺序显示的基于加色法的灰色样本序列； 对于打印机或扫描仪来说， 它们是用具有相同驱动数值

(dci + d_mi + d_yi), 从 0到 100%顺序显示的灰色样本序列， 虽然打印机和扫描仪色靶的结构设计是一 样的， 但制作扫描色靶和打印机色靶的材质和样本颜色的三刺激值并不对应相等， 在利用色靶建 立特性文件时， 还必须分别实测样本色的三剌激值， 对于扫描仪的标定色靶来说， 可以制作成模 拟相纸的色靶； 对 CMYK四色打印来说还需要增加 （d_c100°/。+d_m100%+ d_k100°/。)、 (d_m100%+d_y100% + d_k100%)、 (dd00% +dy100% + d_k100%) 合成的三个三次色及一个用 （d_c100% + d_m100°/。 + d_y100%+ d_k100%) 生成的叠印色； 请注意： 字符 d是表示梯尺驱动变量的参数， 因为***均值， 目的是为计算扫描色的 CIEXYZ数值做好准备。

2. 为输入设备、 显示设备和输出设备所通用的一种保持基色通道独立性的方法

目的： 在本发明的色域映射方法中这是一个关键步骤， 这种方法能够保证参与配色的每种基色成 分保持恒定的色相。保持基色的通道独立性是精确合成颜色和实施色域映射的基础， 已有的技术， 例如 Marry-Davis公式、 Yule-Nielson公式和 Gain-Offset-Gamma公式都不能确保基色以恒定的色相 参加配色， 例如在计算网点面积时用 Marry-Davis公式和 Yule-Nielson公式算出的网点面积数值实 际是在几何扩大和光学扩大之间游走的模糊量， 本方法的目标在于改变这种状况。

方法： 当驱动数值在 0— 255变化时， 让生成的各个基色量都和单位基色量保持一致的色相， 如果 用数学方法描述这种方法， 那么本发明是利用创建的刘氏基色鉗位方程及其衍生的刘氏基色量公 式对被媒体干扰的基色的色相、 彩度和亮度进行钳位， 从而使基色的色相具有独立性。

保持基色通道独立性的三个步骤： 首先以减色基色钳位方程及其基准基色量公式为例进行解说。 第一步， 在基色色靶上用分光光度计实测打印样本色的三刺激值， 设实测值为 XYZ, 同时也测得 白点的三刺激值 X_w、 Y_w、 Z_w和基色实地的三刺激值 X_s、 Y_s、 Z_s, 在此我们规定基色实地的三刺激 值 Xs、 Y_s、 Z_s是该基色的单位基色量， 然后用如下所示的刘氏基色钳位方程表示该样本色的钳位 基色量 a_t、 钳位亮度 Y_t和色貌保持系数 λ等三个变量之间的关系 -

这个格式的钳位方程对打印机色靶、 扫描仪色靶、 常白型显示器的色靶都适用， 在不同的场合可 以分别称为打印机基色钳位方程、 扫描仪基色钳位方程和常白型显示器基色钳位方程。

第二步， 求解上面的刘氏基色钳位方程， 可以得到该样本色的钳位亮度 Y_t， Y_t的解析表达式如下 所示， 根据下式可以计算出样本色的钳位亮度 Y_t的数值：

γ— (;- η){ζ[ ρς- η)_>;ρς- x_s)]- 4^ζ -η)- " - z_s)]}

f-(z_w-z_s)[x_w(y_w-y_s)-y_w( _w-x_s)]-(x_w-x_s)[z,(y_w-Y_s)-v (z_w-z_s)]

第三步，将上面算得的钳位亮度 ¼的数值代入刘氏基准基色量公式，算出样本色的基准基色量 a, 刘氏基准基色量公式如右所示： a = ^ ^ 由上面的公式可以看出， 设单位基色量的数值为 1, 那么基色量 （在印刷工业中俗称网点面积） 是分布在 0~1的数。 在不同场合应用上面所述的刘氏基色钳位方程和刘氏基准基色量公式时， 应 辨别清楚公式中参数的具体含义， 例如， 对于打印机和显示器来说， 基色量 a代表的分别是青(：、 品红 m、 黄 y基色的基色量， 对于显示器来说代表的分别是红 r、 绿9、 蓝 b基色的基色量， 即：

Y -y_t y -v. y -y Y -Y. Y -Y. Y_W-Y₍ c =——— ^L, m =——— ^L, y =——— ^L, r =——— '-, g =——— ^L, b =——— ^L

Y_W-Y_{c w}-y_m y.-y_y n v

c、 m、 y就是在印刷工业中所称的网点面积； 如果是对常白型 LCD、 LED显示器进行标定计算， 基准基色量 a代表的则是红 r、 绿₉、 蓝 b等基准基色量， 电视机显示器所用的常黑型基色钳位方 程和基色量公式的格式参见我们的国际申请号为 PCT/2011/000327的专利说明书。

在为扫描仪建立特性文件时， 不仅需要在扫描色靶上实际测量出三基色梯尺的三刺激值 、 Yi、 Zi， 而且还需要用软件的数据采集模块读取梯尺上的样本颜色的扫描三刺激值 l¾、 Gi、 Bi， 因为 Xi、 Yi、 和 [¾、 Gi、 Bi是在不同的颜色空间内对同一样本色的描述， 所以只需把刘氏钳位方程稍 加改动， 即把其中的字符 X、 Y、 Ζ改写成 R、 B、 G就可以了， 改写后的方程具有如下所示的格式，

XR = ^-a_t)R_w+a_iR_s

XG_t=^-a_t)G_w+a_tG_s

B = (1-a_t)B_w+a_tB_s 显然这是一种扫描仪特有的情况， 为了便于区分， 本发明把它称为 RGB扫描钳位方程， 而把前者 称为 XYZ扫描钳位方程， 在对扫描样本色进行 RGB— CMY色空间转换时， 要使用这个方程。 通过 RGB扫描钳位方程可以计算出样本色的钳位亮度 Gt和基准基色量 a, 计算公式如下：

(6,-6₅)}β[^(6,-6₅)-6,(/?,-^)]-^[5,(6,-6₅)-0,(Β,-6₅)]}

^{, =} (e,-e_s)[^(G,-G_s)-G_w(R_w-R_s)]-(R_w-R_s)[e,(G_w-G_s)-6_w(B_w-e_s)]

G -G.

a =——— ^L

G_w -G_s

本项发明所带来的利益： 由基色钳位方程算出的钳位亮度 ¼排除了 '红移' 现象所带来的干扰， 这种干扰对于计算基色量的正确性是有害的， 但是用刘氏基色量公式确定的基色量 a排除了这样 的有害干扰， 使得基准基色量 a所表示的颜色和单位基色量保持一致的色相， 同时该基色量所具 有的三刺激值不再等于实测三刺激值 X、 Υ、 Ζ， 而被修改成为 X、 Y_t、 Z。 在下面的内容中， 基准 基色量将作为配色或者三基色配色方程的独立参数使用， 它为三基色配色方法走向规范化、 *** 化、 精确化提供了一种准确方法。

确保基色在配色空间的三个通道内具有独立性的方法及刘氏配色方程

方法：在己有的技术中， 用 Neugebauer方程和蒙版方程实施三基色配色是的最典型方法， 但是这 些方法在三通道中， 基色参数的独立性很差， 在通道间发生互相串扰， 计算误差甚至超过 10。 从 1937年至今， 己提出的许多改良方案， 但都达不到期望的精确度。 时下流行的以插值逼近算法为 基础的査找表方法， 只能算作模拟方法， 不能获得确定性的、 准确的色域映射结果。 本发明为每 个基色在每个配色通道设置 '通道基色量' 参数， 而 '通道基色量' 进一步可以精确地表示为基 准基色量参数的函数， 与此同时， 基色量参数和生成该基色的驱动参数之间又存在精确的、 可逆 的转换关系， 以此为基础构建的配色方程可以保持三基色在配色空间内参加配色的独立性。 刘氏配色方程的种类-

1) 基于减色法复制的刘氏减色配色方程： 在本发明中， 刘氏减色配色方程有两个用途： 一是为 刘氏四色配色方程的基色 cmy建立灰平衡方程式， 二是作为扫描仪的颜色预测方程使用， 为了区 别起见， 在前一种情况下使用刘氏减色配色方程时可称为三色打印配色方程， 在后一种情况下可 称为扫描颜色预测方程， 刘氏减色配色方程的格式如下，：

在上面的方程中，左端的 XYZ表示待匹配颜色的三刺激值，三刺激值 X_wY_wZ_w、XcYeZc、X_mY_mZ_m、X_yY_yZ_y、 X_rY,Z,、 XgY_g 、 X_bY_bZ_b、 XsY_sZ_s分别表示在色靶上实测 8个实地色 （白、 青、 品红、 黄、 红、 绿、 蓝、 三基色合成黑点） 的三刺激值； 应当注意， 如果涉及的是扫描仪问题， 那么就要在扫描仪色 靶上实测者 8个实地色的三刺激值， 如果涉及的是印刷机问题， 那么就要在印刷机色靶上实测这 8个实地色的三刺激值， 请读者随时注意， 下面不再重述同类问题； 变量 y_x、 y_y、 y_z、 m_x、 m_y、 m_z、 c_x、 c_y、 c_z分别表示黄、 品红、 青的通道基色量。 通道基色量参数 c_x、 c c_z是基准基色量 c的函 数， m_x、 m_r m_z是基准基色量 m的函数， y_x、 y_y、 y_z是基准基色量 y的函数， 函数格式如下- c_x = c ^,c , c_y = c^Yvc , c_z = c^r'^c , m_x = ^7m , m_y = m^r'^m , _z = m^rm , y_x = y^y" , y_y = y^{Y y} , y_z = ^!y 请注意： 基色量参数 c、 m和 y又进一步是驱动参数 d_d、 d_m、 d_y的函数， 即存在如下的函数关系： c = dj m = d_m ^Ym , y = of ^y 对此三式求反解得： of_c = c^1/l\ d_m = m^V - , d_y = χ^1/γ'

2 ) 刘氏四色配色方程： 这种配色方程只是上述刘氏减色配色方程的扩展形式， 对于打印机和印 刷机来说， cmyk四色复制是标准复制方法， 当 k=0或者当 k为己知数时， 四色配色方程退化成 普通的刘氏减色预测方程， 又返回到标准的三基色复制工艺。 刘氏四色配色方程的格式如下： )λ

变量 y_x、 y_y、 y₂ m_x、 m_y、 m_z、 c_x、 c_y、 c_z的含义和函数格式和刘氏减色配色方程完全相同， 即有： c_x = c^rm , c_y = c^r,c , c_z = c^Yzc , m_x = m^Ym , m_y = m^Y , m_z = n ^m , y_x = y^r" , y_y = y^rry , y_z = f^iy 基色量参数 c、 m和 y又进一步是驱动参数 d_d、 d_m、 d_y的函数， 即存在如下的函数关系： c二 m = d/^m , y - c//^y 对此三式求反解得： d_c = c^1/ d_m = m^v^ , d_y = y^Vy'

方程中相关的色靶实测值也和三色打印配色方程中的一致， k_dd表示黑墨的灰成分取代量， 假定黑 墨的基准基色量用 k表示， 那么本发明让 k_dd表示四色复制中的灰色成份取代量， 后面将有详细的 叙述。 扩展式中虽然包含 c、 m、 y、 k四个参数， 可是由于 k_dd是在解方程之前预先给定的数值， 所以四色配色方程实际上仍然是只有三个变量 c、 m、 y的静定的三基色方程， 在用它作标定计算 时， 可用迭代方法解这个方程。

3 ) 基于加色法复制的刘氏常白型显示器配色方程（计算机用）： 为了给常白型 CRT、 PDP、 LCD,

LED显示器建立特性文件， 也就是说， 为了获取常白型显示器灰平衡幂函数式， 就需要使用如下 的基于加色法复制的常白型刘氏加色配色方程：

在上面的方程中： X、 Y、 Ζ表示待匹配颜色的三刺激值， X_WY_WZ_W 、 X_kY_kZ_k分别表示显示器白点和 黑点的实测三刺激值； X Zr、 XgYgZg, X_bY_bZ_b分别表示驱动数值 A、 dg、 （J_b取最大值时红、 绿、 蓝 基色的实测三刺激值；

Xc、 Yc> Zc对应于 G、 B取最大值时， 由 （G + B) 同时驱动所得到的青色的三刺激值；

X_m、 Y_m、 Z_m对应于 R、 B取最大值时， 由 （R+ B) 同时驱动所得到的品红色的三刺激值；

X_y、 Y_y、 Z_y对应于 R、 G取最大值时， 由 （R+ G) 同时驱动所得到的黄色的刺激值；

方程右端的变量参数 r_x、 r_y、 r_z、 g_x、 g_y、 g_z、 b_x、 b_y、 b_z被命名为通道基色量， 拿它们去匹配方程 左端的 X、 丫、 Z剌激值， 从这个角度看， 通道基色量具有 '通道独立的特性'。 然而， 通道基色 量并不是简单变量， 而分别是基色量「、 g和 b的函数， 函数格式是：

r_x = Γ^Ί"， r_y = , r_z = r^Yzr； g_x = g" , g_y = g^,s， g_z = g ■ b_x = b^b， b_y = b^y≠， b_z = b 请注意： 基色量参数 r、 g和 b又进一步是驱动参数 d_f、 d_g、 d_b的函数， 即存在如下的函数关系: , d_b = r^1/v"

4)基于加色法复制的刘氏常黑型显示器配色方程： 为了给常黑型电视显示器建立特性文件， 也 就是说， 为了获取常黑型电视显示器灰平衡幂函数式， 就需要使用如下的基于加色法复制的常黑 型刘氏加色配色方程： 其格式如下所示，

+ r₂('\-9₂)b_zZ_m +r₂g_z^-b₂)Z_y +r₂g_zb_zZ_sw

在我们的国际申请号为 PCT/2011/000327的专利说明书中， 提供过一个与此格式相同的方程， 但在 当时被称为 '灰色标定方程'， 常黑型显示器配色方程就是那里的 '灰色标定方程'。

5)刘氏 RGB扫描分色方程： 在为扫描仪建立特性文件时， 要在 RGB颜色空间为扫描仪的灰平衡 函数式作标定计算， 需要使用如下所示的 RGB扫描分色方程， RGB扫描分色方程是利用 CCD获 取的 RGB三剌激值对被扫描梯尺的青、 品红、 黄三种基色量进行计算， 为了和用刘氏减色配色方 预测扫描梯尺的 XYZ问题相区别， 在 RGB扫描分色方程中使用 c'、 m'、 γ表示青、 品红、 黄三种 基色量参数， 并用 y_x'、 y_y'、 y_z'、 m_x'、 m_y'、 m_z'、 c_x'、 c_y'、 c_z'表示通道基色量。 实际上， 基于减色法 复制的 XYZ刘氏配色方程和 RGB扫描分色方程就像是用千克和磅描述同一个物重那样，是在 RGB、 XYZ色空间用不同的坐标体系描述色靶上的青、 品红和黄三种基色， 为了便于区别这两种在不同 色空间算出的基色量， 本发明把在 XYZ色空间算出的基色量 c、 m、 y叫做扫描基色量， 把在 RGB 色空间算出的基色量 c'、 m'、 y' 叫做孪生扫描基色量。 刘氏 RGB扫描分色方程的格式如下：

R +(1_y_x')(1_m_x')c R_c +

+ y_x'(1_m_x')(1— c_x')R_y +«(1— c_x')R_r +y (1-m_x' )c_x'R_g + ^1 - y_x' j m_x'c_x'R_b + y_x'm_x'c_x'R,

(? = (1-y_x')(1_m_x')(1_c_x')G_w +(1— y_x')(1— m )c_x'G_c + ¹- y )<(1-c_x')G_m + y_x'(1-m_x')(1— c_x')G_y +y m_x'(1— c )G_r +y_x'(1— m_x' )^c _x'G_g+i^/\-y^m_x'c_x'G_b+y_x'm_x'c_x'G_s β = (1 - y )(1 - m: )(1 - c_x' )8_W + (1— y_x' )(1 - m_x' jc'6_c + ¹- ) (¹-c;)B_m

+ y_x'(l-m_x')(l-c_x')s +y_x'm (l-c_x')6_r +y_x'(l-m_x' c_x'B +(^/\-y_x')m_>!'c_x'B_b+y_x'm_x'c_x'B_s RGB扫描分色方程中的通道基色量是基准基色量的函数， 其函数格式和 XYZ扫描配色方程相同: c'^r'^c' ,c

刘氏配色方程在本色域映射方法中的重要地位： 为达到灰色平衡的目标， 在为扫描仪、 打印机、 显示器建立特性化文件时， 必须利用刘氏配色方程对它们的灰平衡函数式进行特性化标定， 以便 获得灰平衡函数式中的系数数值， 以便把得到的数值放在特性文件之中； 因为刘氏配色方程需要 用迭代方法求解， 并且得到的解是精确解， 所以在建立特性化文件的阶段用刘氏配色方程对灰平 衡多项式或者幂函数式进行标定计算是非常合适的， 这种方法也为后面使用刘氏色域映射方程来 快速完成色域映射计算提供了途径。

特性化刘氏配色方程的方法

特性化的目的：观察刘氏配色方程中的通道基色量函数可知，通道基色量是基准基色量的幂函数， 多项式中包含的常系数是需要通过特性化获得的数值。 .

实施步骤： 对于上列四种刘氏配色方程来说， 特性化的步骤是一致的：

1 ) 为了获取三基色梯尺的三刺激值， 分别在色靶梯尺的样本色上测量 XYZ和 RGB三刺激值， 我 们约定用下标 o， p， q_w， q_k区分扫描仪、 打印机、 常白型计算机显示器、 常黑型电视显示器的相 关技术数据， 那么可以得到 1 5个三刺激值数组：

对偶的两种扫描仪数据： [X。d， Yoci . Z„ci] , [Xomi - Yomi > Z。_mi]， [Xoyi , Y。_yi， Z_oyi] 和

[R。ci、 G。ci、 B。ci]， [R。mi、 G。mi、 B。mi]， [R。yi、 G。yi、 Boyi]

打印机类： [Xpci， Ypci， Zpci]， [ Xpmr， Ypmi， Z_pmi]， [Xpyi， Ypyi， Z_pyj]

常白型计算机显不器类： [Xqwrt* Yqwrh Z_qwri】， [Xqwgi» Yqwgi， Zq_Wgi】， [Xqwbi， Yqwbi， Z_qwbi]

常黑型电视显不器类： [Xqkri， Yqkri， Zqkr i]， [Xqkgi， Yqkgh Zqkgi]， [Xqkbi， Yqkbi， Zqkbi]

2 ) 根据以上 15组三刺激值数组， 用基色钳位亮度模型分别为扫描仪、 打印机、 常白型计算机显 示器、 常黑型电视显示器计算钳位亮度数值 [Yt。_ei , Y_t。mi， Ytoyi] 和 [G_t。_ei， G_t。_mi， Gloyi] ,

[Ytpci' Ytpmi > Ytpyi] > [Ylqwri > Y|qwgi> Ytqwbi] > [Ylqkri > Ytqkgi> Ytqkbi]；

3) 将算得的钳位亮度数值代入基准基色量公式计算基准基色量：

c_n, = - Y Y - Y tpmi y - y tpyi tki

- y_c ' y.— y— y_P! Y - Y„

Y

'b - Y 'k

4) 用下列模型为刘氏减色配色方程、 刘氏四色配色方程和显示器配色方程计算通道基色量 c_xi、 c_v, c_zi:

上式中， c_x、 c_v、 c_z分别表示青油墨在 X、 Y、 Ζ通道的通道基色量， 于是可以得到通道基色量数组 [c_xi， c_yi， cj。 对于品红基色和黄基色， 只需将以上三个等式中的字符 c分别改成 m和 y即可， 于 "~是可以得到基色量数组 [m_xi， m_yi , m_zi] 和 [y_xi， y_yi， y_zi]；

5 ) 用下列模型为 RGB扫描分色方程 "t十算通道基色量 c_xi'、 c_vi c_zi'_: -R_c), c_y' = (G_w - G)/(G_w - G_c), - B_c)

上式中， c/、 c_g'、 c_b' 分别表示青油墨在 R、 G、 B通道的通道基色量， 于是可以得到通道基色量数 组 [ 、 c_gi、 c 对于品红基色和黄基色， 只需将以上三个等式中的字符 c分别改成 m和 y即可， 于是可以得到基色量数组 [m_ri'、 m_gi'、 m_bi'] 和 [y_r、 y_gi'、 y_bi']；

6 ) 用下列模型为常白型显示配色方程计算通道基色量 r_xP g_yj、 b_zj：

r_x = (x_w -x)/(x_w -x_r), r_y = (y_w― y)/(y_w - y_r ), r₂ = (z_w ~ z)/(z_w― τ' )

上式中， r_x、 r_y、 r_z分别表示红基色在 X、 Y、 Ζ通道的通道基色量。 对于绿基色， 将以上三个模型 中的字符 r改成 g即可； 对于蓝基色， 将以上三式中的字符「改成 b即可， 于是可以得到基色量 数组 fexi, 9yp g_zi] 和 [b_xi， b_yi， b_zi];

7 ) 用下列模型为常黑型显示配色方程计算通道基色量 、 g_yj、 b_zj=

上式中， r_x、 r_y、 r_z分别表示基色在 X、 Y Ζ通道的通道基色量。 对于绿基色， 将以上三个模型中 的字符「改成 g即可； 对于蓝基色， 将以上三式中的字符「改成 b即可， 于是可以得到通道基色 量数组 [g_xj， g_yj, g_Zj] 和 [b_xj, b_yj, b_zj]_;

8) 用曲线拟合方法为基于减色法复制的、 用于打印机或者扫描仪的刘氏减色配色方程构造通道 基色量函数： 将青基色的基准基色量数组 Ci分别与对应的通道网点面积率数组 、 c_yi、 c_zi进行曲 线拟合， 即得通道基色量的函数表达式， 对于青基色来说， 可得如下的通道基色量的函数模型：

C, = c^7tc , c_u = c^7yc， c₇ = C^Yzc

对于品红基色， 只需将以上三个等式中的字符 c改成 m即可； 对于黄基色， 只需将以上三个等式 中的字符 c改成 y即可；

9 ) 用曲线拟合方法为常白型显示配色方程构造通道基色量函数： 将红基色的基准基色量数组 分别与对应的通道基色量数组 r_xi、 r_yi、 r_zj进行曲线拟合， 即得通道基色量的函数表达式， 对于红 基色来说， 可得如下的通道基色量函数-

X ~ ' y ~~ ' '_ζ — '

对于绿基色的通道基色量函数， 只需将以上三个等式中的字符「改成 g即可； 对于蓝基色的通道 基色量函数， 只需将以上三个等式中的字符 r改成 b即可；

10 ) 用曲线拟合方法为数字照相机或者电视摄像机配色方程构造通道基色量函数： （为常黑型显 示配色方程构造通道基色量函数： 详见我们的 PCT/2011/000327专利说明书。） 将红基色的基准基 色量数组 ri分别与对应的通道基色量数组 r_yi、 r_zj进行曲线拟合，即得通道基色量的函数表达式， 对于红基色来说， 可得如下的通道基色量函数：

― 一

'χ ' 'y - ' ' 'ζ - '

对于绿基色的通道基色量函数， 只需将以上三个等式中的字符「改成 g即可； 对于蓝基色的通道 基色量函数， 只需将以上三个等式中的字符 r改成 b即可；

通过以上数据拟合步骤， 获得了通道多项式中的所有系数值， 特性化任务即告完成。

5. 一种为扫描仪、 打印机、 常白型显示器和常黑型显示器生成纯净灰色梯尺的方法 目的： 灰色阶调复制质量是决定彩色图像复制质量的首要质量指标， 为扫描仪、 打印机和显示器 各生成一条纯净灰色梯尺的理想三刺激值并以此作为图像灰色成分复制的基础， 是本发明的一个 重要举措， 所谓纯净灰色梯尺是指该梯尺的灰色三刺激值己经被排除了红移成分。

实施步骤：

1 ) 为扫描仪、 打印机和显示器生成纯净灰色梯尺： 在前述为扫描仪、 打印机制作的色靶上以及 在显示器上逐一显示的梯尺样本色上， 分别实测复色梯尺 （即用等驱动数值量生成的近似灰色） 的亮度值， 分别得初始亮度数组 [Y。ai]、 [G。._aij、 [Y_pai]、 [Y_qwai] 、 [Yqkai] , 它们不是纯净的亮度数值；

2 )将初始亮度数组 [Y。_ai]、 [Go'ai], [Y_pai]、 [Y_qwa,l、 [Yqkai] 转换成初始密度数组 [D。_ai]、 [Ό_ΰ^ Ppai] [D_qwaij、

[D_qkai】， 即让： [D。_ai】 = lg(Y。_w / Y。_ai), [D。'_a,j = lg(G。_w / G。'_ai), [D_paij = lg(Ypw / Y_pai), [D_qwai] = IgfY^ / Y_qwai),

[Dqkai] = lg(Ywq / Yqkai)

3)对初始密度数组 [D。_ai】、 [D。'_ai]、 [D_pai]、 [D_qwi]、 [D_qki] 进行归一化处理得归一化的初始密度数组， 用 [D。_bi]、 [Do'bi], [D_pbi]、 【D_qwbi]、 [D_qkbi] 表示归一化的初始密度数组， 则有： [D。_bij = [D。_ai] / D。_amax,

[Do'bi]― [D。'ai】 I Do'amax, [Dpbi] = [D_pai] I Dpamax, [Dqwbi] ⁼ [Dqwai] I Dqwamax, [Dqkbi] = [Dqkai] I Dqkamax > 式中的 D_oamax、 Do'amax > Dpamax Dqwamax、 Dqkamax 分别是数组 [D₀aij、 [D₀'_ai]、 [D_pai]、 [Dqwai] [Dqkai] 中的最大值；

4) 将基色梯尺的驱动数值进行归一化处理， 得归一化的驱动数组【di]， 字符 d 是表示梯尺驱动数 值的参数它既代表驱动参数 CMYK也代表驱动参数 RGB的输入值；

5 )以归一化的驱动数组 [dij 为自变量数组， 分别以归一化初始密度数组 [D。_bi]、 [Dc _bi]、 [Dpbi]. [D_qwbij、 [D_qkbi] 为因变量进行幂函数拟合， 得灰色梯尺的归一化初始密度模型：

6) 分别将 D。_b、 Do'b 、 D_pb、 D_qb、 D_qt)进行去归一化处理， 并用字符 D。、 D。'、 D_p、 D_qw、 D_qk表示去归 一化初始密度数组， 可得： [D。i】 = [d_oi]^AYo Doamax, [D。'] = X Do'amax, [Dpi] = [d_oi]^AYp X D_pamax,

[Dqwi] = [doi]^AYqw X Dqwamax, [Dqki] ⁼ [d₀i]^AYqk X Dqkamax

请注意：虽然 D。、 D₀s D_P、 D_qw、 D_qk称为去归一化初始密度数组，但它们的数值和初始密度数组 [D。_ai]、

[Do'ai], [Dpai], [D_qwi]> [D_qkij并不相等， 因为实施前面的数据拟合步骤的目的就是为了改造初始密度数 组， 起到正本清源的作用， D。和 D。,、 D_P、 D_qw、 D_qk才是我们所需要的扫描仪、 打印机、 常白型显 示器和常黑型显示器的纯净灰色阶调密度， 色靶梯尺的灰色阶调己经设定为 i级， 所以扫描仪、 打印机、 常白型显示器和常黑型显示器的纯净灰色密度数组分别是 [D。ij和 [D。 [D_pi], [D_qwi], [D_qki]_;

7)分别为扫描仪、打印机、 常白型显示器、常黑型显示器生成理想灰色亮度数组 [Υ。ί]和 [G。i]， [Y_pi] , [Yqwi] , [Y_qki] , 即让： G_wo / (10^Λ。_οΊ), [Y_Pi] / (10^AD_pi),

I (10^AD_qkl)

8) 为扫描仪、 打印机和显示器计算参考白点的色度坐标值：

把实测扫描色靶基底白色的三剌激值 Xow、 Yow> Zow作为扫描仪在 XYZ色空间内白点的三刺激值、 把实测扫描色靶基底白色的三刺激值 F 、 G。_w、 B。_w作为扫描仪在 RGB色空间内白点的三刺激值、 把实测打印机色靶基底白色的三刺激值 X_PW、 Ypw, Z_pw作为打印机在 XYZ色空间内的白点三刺激值、 把 D65光源的色度坐标值作为显示器参考白点的三刺激值，可得三剌激值 R。_WG。_WB。_W,设下标 o、 p、 q分别表示扫描仪、 打印机和显示器等三种设备， 参考白点的色度坐标可用如下模型计算出来- I (Χ。ιν + + Z。_w ) Ί - ^ow / (^ow + ¾ + ^o )

R。 /(R。 + G_0lv + B。w )， 9。 - G + G。_w + 8

w / )， pw pw / pw pw p }

W 0.3127, y = = 0.3290

9)利用 7)中给出的纯净灰色亮度数组 [Y。i]、 [G。i]、 [Y_pi] [Y_qwi]> [Yqki] 和色度坐标值 x。_w、 y。_w、 r_ow、 g。 x_Pw, y_pw、 y_qw、 x_qk、 y_qk为扫描仪、 打印机、 常白型显示器、 常黑型显示器分别构造一条纯净灰 色梯尺， 每 色梯尺的三剌激值如下 - 扫描仪

常白型显示 常黑型显示

一种特性化纯净灰色梯尺组分基色量的方法

目的：用刘氏配色方程对刘氏纯净灰色梯尺特性化是为了把纯净灰色梯尺的组分基色量算出来并 表示成纯净灰色密度参数的函数。 灰色平衡是决定彩色图像复制质量的重要指标， 通过灰色平衡 时的基色量函数式可以获得任一颜色的 '灰核' 组分参数， 可以这样理解 '灰核' 的含义， 例如 利用三基色 c、 m、 y匹配了一个颜色， 三个基色量并不相等， 其中具有最小基准基色量的基色就 是形成该颜色灰色成分的 '灰核'， 灰核是三个基色量中的最小值， 但是它和另外两个基色相结 合， 形成一个复合颜色的灰色核心。 本发明借助 '灰核' 的概念达到了把一个颜色快速、 精确地 分解成为三种基色成分的目的， 同时也达到了优先复制灰色成分的目的。

方法步骤-

1 ) 在扫描仪的 RGB色空间为扫描仪建立灰平衡幂函数式 c' (Dr_9b), g' (D_rgb), b' (D_rgb) , 方法是： 用 RGB扫描分色方程对扫描仪的灰色梯尺数组 t ， Goi . Boi] 进行配色计算， 得扫描仪灰色梯尺的基 准基色量数组 [c , mi' , yi']; 再利用灰色梯尺亮度数组 [G。i】 计算灰色梯尺的密度数组序列 [D _bj， 方 法是：将亮度数组 ί 1 代入密度公式 D_¾b= lg(G。_w / G。i) 即可算得密度数组 [ _bi]_; 最后以 [ _gbj为自变 量、 分别以孪生基色量 [c'i， m'i， 为因变量进行曲线拟合， 最终得扫描仪的灰平衡幂函数式如下-

^dd 一 ^urgb , '"dd - ^υ ' drf = - D "_nφ

在后面的扫描仪分色钳位方程中， 孪生基色量 < 、 rrW、 y_dd' 将作为灰核使用。

2 )为扫描仪建立从基色量 c'， m'， γ 向基色量 c， m， y转换的 c'm'y'— cmy幂函数式， 方法是： 用 刘氏减色配色方程对数组 [Xoi, Yoi. Zoi] 进行配色计算， 得到扫描仪在 CMY色空间组成灰色梯尺 的基准基色量数组 [G， m, i]_? 然后分别以 [Q'】， [m,'], [y,¹] 为自变量、 分别以 [(¾], [rrii], [yj 为因变 量进行曲线拟合， 得到 c'm'y'— cmy的幂函数转换式： C二 C'^y"' , m = m y = f^w

3) 为计算机使用的常白型显示器和电视机使用的常黑型显示器建立灰色平衡基色量幂函数式： 计算机用的常白型显示器与电视机使用的常黑型显示器所使用的配色方程仅存在微小的差别， 前 后两种情况分别加下标 w或者下标 k加以区分。

分别用常白型显示器的配色方程和常黑型显示器的配色方程对灰色梯尺数组 fX^ , Yqwi,

[ qki , Yqki , Zqki] 进行配色计算， 得灰色梯尺的基色量数组 [r_qwi, g_qwi , bqwi] , [r_qki, g_qki , b_qki], 然后分 别以纯净灰色密度数组 [D_qwi], [D_qki] 为自变量， 分别以 [r_qwi， g_qwi， b«,_wi], [ ， g_qki， b_qki] 为因变量进 行曲线拟合， 得常白型显示器和常黑型显示器灰色平衡基色量函数式如下： ：0 σ =D b =D ^Tbw

求上式的反函数得 _:

D qw =r qw ， D =g D =b ^1/

D = r ¹〃*

r_qw、 g_qw、 b_qw、 r_qk、 g_qk、 b_qk是根据纯净中性灰色算得的组分基色量， 为了表明这一特殊性质， 统称 r_qw g_qw、 b_qw和 r_qk、 g_qk、 b_qk为灰平衡基色量， 其中有一个将被用作构成彩色的灰色核心， 也就是 说，在一个理想灰色的三个组分基色量中，只有用作灰色核心的那个组分基色量才被称为 '灰核'。

4) 为三色打印机建立灰色平衡幂函数式：

用刘氏三色配色方程对灰色梯尺数组 (_pi， Y_pi， Z_pi] 进行配色计算， 得灰色梯尺的基色量数组 [c_pi， m_pi, y_pi], 然后分别以纯净灰色密度数组 [Dpij为自变量， 分别以 [c_pi， m_pi, y_pi]为因变量进行曲线拟合， 得三色打印机灰色平衡基色量幂函数式如下：

求上 数得-

上面的灰平衡幂函数称为三色打印机灰平衡幂函数式， c_p， m_p， y_P是根据纯净中性灰色 [X_pi， Y_pi, Z_pi]算得的组分基色量， 用刘氏减色配色方程算出的 c_p， m_p， y_P并不作为 '灰核' 使用， 而是在刘 氏四色映射方程中， 为计算 cmy的驱动输入值服务的。 在本发明中， 四色打印机的纯净中性灰色 也是 [X_pi， Ypi, Zpi], 但是 [X_pi， Y_pi, Zpi] 的组分基色量还包括灰色取代参数 k_p。

5) 为四色打印机 （或四色胶印机） 建立灰色平衡多项式-

(1) 决定灰成分取代量： 首先在色靶上测量黑墨印刷梯尺， 记录样本色的三刺激值： 接着用钳 位亮度公式算出黑基色的钳位亮度数组 [Y_tki】； 然后根据黑基色的钳位明度值 Y_lki用如下公式计算黑 基色的基准基色量数组 k_l: 即让 ki=(Y_wp— Y_tki)/(Y_wp—Y_sk)

(2) 以归一化驱动数组 [d_ki] 为自变量数组， 以 [kil 为因变量数组进行曲线拟合， 得函数： k=d_k ^A _Yk

(3)最后， 灰色成分取代量用 k_dd表示， 让 k_dd=Q(cW)n， Q是一个预先设定的比例常数， 用来控 制最大黑版量， n是根据黑版阶调长短决定的指数， 只要给定 n的数值， 就可方便的调节黑色阶 调的长度； 请注意， 灰色成分取代量 k_p是经过净化的黑色成分， 称为纯净的灰色成分取代量；

(4) 求解与 相配套的纯净灰色的基色量数组 、 [mi], [yi]_:

将纯净灰色梯尺的 i组三刺激值 [X_pi、 Y_pi Z_pi] 逐组放在四色配色方程的左端和同步将 [k_pi】 逐一代 入刘氏四色配色方程， 那么四色配色方程蜕变成只有未知量0、 m、 y的静定的刘氏配色方程， 与 此同时， 逐一用迭代法解方程，那么得到基准基色量数组 [Cil、 [mi], [yi]_;

(5) 以纯净灰色密度数组 [D_pi] 为自变量、 分别以 [c_pi]、 [m_pi]、 [y_pi], [k_pi] 为因变量进行曲线拟合， 可得四色打印的灰平衡多项式， 基色量 c_P、 m_p、 y_P及灰色成份取代量 k_p如下所示：

c_p=a₀+a ,+a₂D²+a₃D_p ³+- y_P=c₀ + c,D_p + c₂D_p ² + c₃D_p ³ +■■； k_p=d₀+ d,D_p + d₂D_p ² + d₃D_p ³ +···

用上面函数求得的 c_P、 m_p、 y_P是根据视觉中性灰色算得的组分基色量， 是在灰平衡条件下算得的 基色量数据， 为了表明这一特殊性质， 统称 c_P、 m_p、 y_P为打印色空间的灰平衡基色量， 在打印色 空间内， c_P、 m_p、 y_P中必有一个灰平衡基色量和 k_p—起形成匹配视觉彩色的灰色核心， 这个灰平 ~衡基色量简称 '灰核'。

7. 一种对图像的灰色阶调进行伽玛校正的方法

目的： 由于再现图像的媒体和设备总是导致显示和打印图像的色调向偏暗的一端移动， 为了校正 这种弊病， 必须对图像的色调进行总体性的伽玛校正， 本发明采取了与现有技术完全不同的伽玛 校正方法， 它使得伽玛校正和色域映射得以同步进行。

步骤：

1 )把纯净灰色密度参数表示成为驱动参数的函数： 第 5项第 6 )段中给出的打印机、 常白型显示 器和常黑型显示器的纯净灰色密度数组分别是 [Dpi] 、 [D_qwi] 、 【D_qki]， 将 [Dpi] 、 [D_qwi] 、 [D_qki] 进行 归一化处理， 处理之后仍然用 【D_pi】 、 [D 、 [D_qki] 表示， 再把它表示成归一化驱动参数 的函 数： 分别以 [dil 为自变量、 分别以纯净灰色密度数值 [D_pij、 [D_qwi】、 [D_qki]为因变量进行曲线拟合， 得 纯净灰色密度的幂函数表达式如下：

D_p = d D_QW = d^ , D_≠ = d^

2 ) 把伽玛校正密度表示成纯净灰色密度的函数： 即把校正后的密度 D_p、 D_qw、 D_qk'分别表示成原 始密度 D_p、 D_qw、 D_qk的函数， 即让

n ' - H - n ¹ n ' - ^1/ 一 n ^{1 2} n '— w 、l^y* - n ¹/ ^r«*² 以上三式就是计算伽玛校正密度的刘氏伽玛校正公式。

8. 在 XYZ空间为扫描仪建立 D_lXiyi特性文件连接颜色空间的方法：

目的： 数码照相机和扫描仪等颜色输入设备， 总是要把获取的颜色信息向显示器、 打印机之类的 输出设备传送。 已有的方法是选择 CIE LAB ( CIECAM02 ) 作为 PCS特性文件连接空间， 这种借用 均匀颜色空间作为连接纽带的方法是正确的， 问题是此类匀色空间还没有达到理想的均匀， 作为 PCS特性文件连接空间使用， 导致的颜色转换误差还比较明显， 而且步骤繁琐； 再一个问题涉及 颜色数值的传送方法， 跨媒体远距离传送图像已非常普遍， 移动通讯、 数字电视和地空图像通讯 都打破了一时一地进行色彩管理的格局。 但是， 传统的构成亮度信号和色差信号的方法在非线性 的情况下并不满足恒亮度原则， 明显影响电视图像细节的重现质量。 针对这样的情况， 本发明提 出一种全新的、 兼有多种功能的 D_{lX iy i} 特性文件连接空间， 下面介绍在 XYZ空间内为扫描仪建立 D,xiyi特性文件连接颜色空间的方法。

. 方法： D_lXiyi颜色空间是利用刘氏颜色分割方程作为工具建立起来的。 该方程的基本原理是： 虽然 任何一个颜色都是基于三基色合成原理生成的， 但是改变一下观察问题的角度， 也可以认为： 任 何一个颜色都是由两部分组成的， 一是比例为 p的灰色成分， 二是比例为 （1一 p) 的两个基色生 成的间色成分， 即具有 [1个视感灰色成分 +2个基色成分] 的结构特点， 前后两种思考方法是等 效的， 乍一看， 后面的思考方式似乎使问题变得更加复杂， 但是这种 '复杂' 只是表面上的， 它 不仅能带来许多好处， 而且可以使本来影响计算机工作效率的高阶算法变成为算法效率的解析算 法， 能够达到事半功倍的效果。 刘氏颜色分割方程可以划分成为扫描仪建立的刘氏扫描色分割方 程和为数码相机、 数码摄像机和电视摄像机建立的刘氏拍摄色分割方程两种， 因为扫描仪获取的 颜色要向打印设备色域传送， 所以要用一个基于减色法复制的刘氏颜色分割方程。 因为数码相机 获取的颜色一般要向常白型显示器传送， 所以要用一个基于常白型配色方程的刘氏颜色分割方 程， 电视摄像机获取的颜色要向常黑型显示器传送， 所以要用一个基于常黑型配色方程的刘氏颜 色分割方程。 每种刘氏颜色分割方程都包含三个子类型。

1 )在 XYZ空间内为扫描仪建立 D_lXiyi特性文件连接颜色空间的方法

第一步， 为扫描仪构建刘氏颜色分割方程- 扫描仪用刘氏颜色分割方程的格式： 三个子类型的方程式如下所示： X = [(1-c)(1-/r?)X_w+c(1-m)X_c+(1-c)mX_m+cmX_b].(1-p) + p-X_s)(

.y = [(1-c)(1-m)y_w+c(1-m)y_c+(1-c)my_{m +}cmy_b].(1-p) + p.y_sA

Z = [(1-c)(1-m)Z_w+c(1-m)Z_c + (1-c)mZ_m+cmZ_t)]-(1-p) + p-Z_s,

X = [(1-c)(1-y)X.+c(1-y)X_c+(1-c)yX_y+cyX_g]-(1-p) ₊ p-X_sk

.y = [(1-c)(1-y)y_w+_C(1-y)Y_c+(1-c)yY_r+cyY₉]-(1-p) + p-y_s,

Z = [(1-_C)(1-y)Z_w+c(1-y)Z_c+(1-c)yZ_/+cyZ_g].(1-p) ₊ p-Z_sk

X = [(1-/77)(1- )X,+_m(1-y)X_m+(1-_m)y _{y +m}yX_r]-(1-p) + p-X_sk

• y = [(1-m)(1-y)Y.+m(1-y)y_m+(1-m)yy_y +Ar7yy_r]-(1-p) + p-y_s,

Z = [(1-m)(1-y)Z_w+m(1-y)Z_m+(1-m)yZ_y+myZ_r]-(1-p) + p-Z_s)( 刘氏颜色分割方程是由三个基本方程组合起来工作的一组方程， 三者之间的差别之处在于： 一个是 Π个青基色 +1个品红基色 +1个视感灰色]的分割方程，

一个是 [1个青基色 + 1个黄基色 + 1个视感灰色] 的分割方程，

一个是 [1个品红基色 + 1个黄基色 +1个视感灰色 1 的分割方程，

为简便起见， 可把这三种情况分别简记为 CMK、 CYK和 MYK型分割方程， 这三个方程貌似复杂， 实际上是简单的二次方程式， 可以用简单的解析方法进行快速计算。

在上面的方程中： X、 Υ、 Ζ是由扫描仪获取的三刺激值， X_w、 Y_w、 z_w表示在扫描仪色靶上实测的 白色实地的三剌激值， Xc、 Yc Zc表示青色实地的实测三刺激值， X_m、 Ym、 Z_m表示品红色实地的 实测三刺激值， X_y、 Y_y、 Z_y表示黄色实地的实测三刺激值， Xsk、 Ysk, z_sk表示由青、 品红和黄三 基色实地合成的、 被称为 '黑点' 的三剌激值， 并且和 Xw、 Yw、 Z_w的色度坐标是一致的。.通过程 序的判断， 可以从三个分割方程中选出一个来执行颜色分割任务并算得 XYZ中的灰色量 p。 在刘氏分割方程中， 让方程右端方括号中的数值等于在扫描仪色靶上实测的白色实地的三剌激值

X_w、 Y_w、 z_w代替， 那么， 刘氏分割方程蜕变成如下的刘氏分割方程的灰色梯尺格式：

K=v_w(i- )+ _k

Z_v=Z_w(1-p) + pZ_sk

如果将 [Pil逐一代到刘氏分割方程灰色梯尺格式的左端， 那么生成的三刺激值数组 [ 、 G_vi、 B_vi] 等 效于纯净灰色梯尺的三刺激值 [R。i、 G_oi B_oi]_;

第二步， 利用上述知识构建 D_|Xiyi特性文件连接空间-

( 1 ) 根据刘氏分割方程左端的 XvYvZv值计算颜色 X_VY_VZ_V的色度坐标值： D_|Xiyi特性文件连接空间所 需要的 ^就是根据这组 XYZ值、 按照下式计算出来的：

(2) 应用刘氏颜色分割方程对 XYZ进行分割， 即通过解刘氏颜色分割方程算出灰色量 p的数值；

(3) 将算得的 p值代入刘氏分割方程灰色梯尺格式中的亮度式， 计算颜色 中灰阶的亮度值：

(4) 把灰阶的亮度值丫！换算成灰色密度值 Q， 即：

经过上面 4个步骤，就把在 XYZ色空间内的任一颜色 XYZ或者扫描 XYZ颜色变换成了特性文件连 11 729

14

接空间的数值 D。x。y。。

2)在 RGB颜色空间为扫描仪建立 D_lXly,特性文件连接颜色空间的方法- 第一步， 为扫描仪构建刘氏颜色分割方程：

(1)在 RGB色空间里扫描仪用刘氏颜色分割方程的格式： 三个子类型的方程式如下所示：

R = [(1 - c')(1 - m')R_w + c(1 - m')R_c + (1 - c')m'R_m + c'm'R_b ]-(1-p) + p-R_s,

<G = [(1-c')(1-/77')G_w+c(1-m')6_c+(1-c 'G_m+c'/77'6_t)]-(1-p) + p-6_sfc

B = [( -c^-m')B_w+c'{^m')B_c+^-c')m'B_{m +}c'm'B_b}{ -_P)+p-B_sk

R = [(1 -c')(1- y')R_w +c'(1-y')R_c+(1- c')y'R_y + c'y'R_g ]-(1-p) ₊ p.R_s,

<G = [(1-c')(1-y')G_w+c'(1-y')G_{c +}(1- C) y'G_y + c'y'G_g }(1-p) ₊ p-G_sk

Z = [(1-c')(1-y')S_w+c'(1-y')e_c+(1-c')y'e_y+cye_ff]-(1-p) ₊ p.¾

'R = [(1-m')(1-y')R_w+m'(1-y') _m+(1-m')y'R_y+myR_r]-(1-p_k) + p,- _s,

<6 = [(1-m')(1-y')G_w+m'(1-y')G_m+(1-m')y'G_y+myG_r].(1-p) + p-G_sk

B = [(1-m')(1-y')S_w+m'(1-y')B_m+(1-m')y'B_y+myB_f]-(1-p) + p-e_s/( 在上面的方程中， 让方程右端方括号中的数值等于在扫描仪色靶上实测的白色实地的三刺激值 R_w、 G_w、 Bw. 那么， 刘氏分割方程演变成如下的刘氏分割方程灰色梯尺格式：

B_v=B_w{ p) + p-B_sk

如果将 [pi】 逐一代到刘氏分割方程灰色梯尺格式的左端，那么生成的三刺激值数组 [R_vi、G_vi、B_vil 等 效于纯净灰色梯尺的三刺激值 [ 、 G。i、 Boi]_;

第二步， 计算灰色成分 R_v、 Gv 8的灰色密度值：

(1)应用刘氏颜色分割方程对 RGB进行分割， 即通过解刘氏颜色分割方程算出灰色量 p的数值；

(2)将算得的 p值代入刘氏分割方程灰色梯尺格式中的亮度式，计算颜色 R_vGvB_v中灰阶的亮度值:

(3)把灰阶的亮度值 Gi换算成灰色密度值 Dr_gb， BP: / Gv)

D,特性文件连接颜色空间带来的利益： （1)从 XYZ到 的转换是精确的， 不会给后续的映射 变换带来误差； （2) Qx_iyi特性文件连接颜色空间是以刘氏颜色分割方程为工具建立起来的， 其实 质是把一个用 XYZ表示的颜色分解成为以 Q表示的亮度信号和以 x_iyi表示的色度信号， 像电视、 卫星通讯这样的场合， 由于刘氏颜色分割方程 p的特殊作用， 可以实现恒亮度、 恒色度传送彩色 图像信号、可以在节省带宽的情况下以高压缩比无损传送彩色图像信号； （3)在色彩管理***中， 这种 D_|Xiyi特性文件连接颜色空间是实现通用颜色映射方法的一条通途。

在 RGB色空间快速计算基准基色量 c'm'y'的方法及刘氏三色钳位方程

目的： 已有的把扫描的 RGB数据转换到成 CEXYZ的方法是利用回归分析方法建立转换多项式， 不仅转换误差较大， 而且回归分析方法是一种数学逼近方法， 不涉及色域映射这样的视觉心理学 问题， 并不遵循色域映射的规律。 本发明从色度学入手， 首先在 RGB色空间把 RGB数据转换成 的基准色量 c'm'y'， 然后把基准基色量 c'my转换成为 XYZ色空间的扫描基色量 cmy， 最后把得到 的数据 cmy代入扫描仪颜色预测方程，就可以把扫描得到的 RGB数据准确地转换成 CIEXYZ数据。 在这几个步骤中， 把 RGB数据转换成的孪生基色量 c'm'y' 的方法是借助于刘氏三色钳位方程完成 的。

刘氏三色钳位方程的格式： 刘氏三色钳位方程继承了刘氏分割方程的类别属性， 也分为 CMK、 CYK、 MYK三种子类型， 至于选用哪一个刘氏三色钳位方程对颜色 RGB进行转换计算， 是由 RGB 中的最小值决定的， 下面列出这三种子类型的刘氏三色钳位方程：

^=(¹- ^)(¹-^m')(¹-^c')^R _w+(¹-y*')(¹-^m')^c'^Rc+i¹- *')^m '(¹-^c')^

+ y_dd' l-m' l-c' /? + y_dd'm' 1 - c' R_r + y_dd' I - m c'R + 1 - y_dd' m'c'R_b + y_dd'm'c'R_s

iR ₌ (1— /)(1— m')(1-c_d( R_w + 1— m' + (1 _ / )m_x' (1 - c_dd' )R_m +… + y'm'c /^ AG = (l-y'J(l-m'j l-c_£id' G,+l 1 - m' )c_dd'G_c + -y')m' -c_dd')G_m+--- + y'm'c G_s

B_w+ -y') - m' )c_dd'B_c + -y')m' -c_dd')B_m+--- + y'm'c B^, 上式中： λ是刘氏色貌保持参数， c_dd'、 m_dd'、 y_dd' 是来自于扫描仪灰平衡幂函数式的灰核参数， 如 果选用 CMK型刘氏三色钳位方程对颜色 RGB进行转换计算， 那么只需计算灰核 y_dd的数值， 然后 把 y*i动态地代入 CMK型刘氏三色钳位方程， 使该方程变成只有未知量 λ、 c'、 m' 的二次方程， 所以可以用解析算法快速求解。 同样重要的是： 由于刘氏色貌保持参数 λ和灰核 y_dd的联合作用， CMK型三色钳位方程能够使基色量 c'、 m'、 y'=y_dd获得基准基色量的特性。 如果选用 CYK和 MYK 型刘氏三色钳位方程， 那么方程就分别与灰核 m_dd和 c_dd配套使用。

把扫描颜色从 RGB色空间转换到 CIEXYZ色空间的方法

目的： 扫描仪是通过 CCD感像器件获取色靶图像反射的 RGB数据， 可以认为扫描仪的 CCD感像 器件对感受光量具有线性相应， 然而被扫描的色靶产生的 XYZ数据却是非线性的， 借助于下面叙 述的方法可以使扫描的 RGB数据依据色度学原理完成 RGB— CIEXYZ色空间的转换。

方法和步骤-

1)对扫描仪获取的 R,G,B三刺激值进行判断， 根据 R,G,B 中的最小数值选择对颜色 RGB进行分割的 方程格式。 选择原则是： 如果 R是最小值， 那么选用 GBK 型分割方程； 如果 G 是最小值， 那么 选用 RBK 型分割方程； 如果 B是最小值， 那么选用 RGK 型分割方程。 为免赘述， 下面仅以选用 了 GBK 型分割方程的流程进行解说， 另外两种情况依此类推；

2) 将扫描仪获取的 RGB三刺激值放在 GBK 型颜色分割方程左端， 解方程后得到黑色量 p 的数值；

3) 将黑色量 p代入刘氏分割方程的灰色梯尺格式， 可以算得灰色灰色亮度刺激值 Gi， 即有：

4)将 换算成密度值 D_¾b: 即 g^^GJd),式中的 G_w。是在扫描色靶白色面上测得的亮度数值；

5) 将 D_igb代入扫描仪灰平衡幂函数式， 算得灰核 ( 的数值； 6 )将算出的灰核数值 c_dd'代入 GBK型刘氏三色钳位方程, 算得颜色 RGB的组分基色量 c'、 m'、 y'_;

7 )将算出的基色量 c'、 m'、 y'代入扫描仪的 c'my— cmy转换式， 算得基准基色量(；、 m、 y的数值；

8) 将算出的基准基色量 c、 m、 y代进扫描仪配色方程， 即可算得目标值 XYZ。

为数码照相机 （或者数码电枧摄像机） 建立 D,x_{i y i}特性文件连接颜色空间的方法

目的：数码照相机和扫描仪等图像输入设备可以认为是由 CCD感像器件的 RGB— CIEXYZ坐标变换 模块和处理色靶非线性反射的模块组成的，这样处理可以使问题变得准确、简单和符合映射需要。 方法步骤- 数码照相机和数码电视摄像机所用的 CCD元件虽有区别，但是可以用一个格式相同的刘氏颜色分 割方程生成 D_lXiyi特性文件连接颜色空间， 生成的步骤如下：

1 ) 在综合考虑当前多媒体设备的普遍需要之后， 可以为配色的 RGB三基色制定一组普遍认可的 色度坐标数值， 让白点的色度坐标都等于基准白 D65的色度坐标， 建立实施 RGB— XYZ坐标变换 的矩阵方程式和亮度方程式如下所示， 因为这种方法是对同一颜色在不同颜色度量***中所进行 的几何线性变换， 所以这样的变换结果是正确的： a₂₁ + a₂₁G + a₂₁6

将 CCD感像元件获取的任意一组 RGB数值代入上面的 RGB— XYZ矩阵方程式就可以完成 RGB— XYZ 色空间坐标数据转换；

2)为标准显示器构造刘氏分割方程的灰色梯尺格式如下所示：

X = . (1 _ y ) + y .

上式中： Xg_reyY_greyZ_grey表示标准显示器纯净灰色的三刺激值， X_WY_WZ_W和 X_kY_kZ_k分别是标准显示器白 点和黑点的三剌激值。

3 ) 把灰阶的亮度值 Y_grey换算成灰色密度值 D BP : D, = Dn = lg(Yw / Ygrey)

4) 根据 RGB— XYZ矩阵方程式左端的 XYZ值计算颜色 XYZ的色度坐标值： D,xiy,特性文件连接空间 所需要的 Xh ¼就是根据这组 XYZ值、 按照下式计算出来的：

χ, = χ„ = Χ/(Χ + Υ ₊ Ζ), _Υι = γ_η = Υ/(Χ ₊ Υ + Ζ) 经过上面 4个步骤， 就把扫描 XYZ颜色变换成了特性文件连接空间的数值 D_nx_ny„。

一种将特性文件连接空间的参数 D,映射成为目标设备色域的灰色阶调参数方法

目的： 建立把特性文件连接空间的参数 Di和目标色域的灰色阶调密度实现无缝连接的通用方法。 方法： 在前面的工作中， 己经得到数码相机 （或数码摄像机和电视摄像机）、 扫描仪、 显示器和 打印机 （或印刷机） 在设备色域内的灰色阶调密度数组 [ 】、 [D。i]、 [Dpi], [D_qwij、 [D_qki] , 利用这些 数组之间的映射关系， 就可以得到以输入设备灰色阶调密度数组为自变量、 以输出设备灰色阶调 密度数组为因变量的密度映射函数， 下面叙述这些密度映射函数。

1 ) 将数码相机的灰色阶调密度数组 p_ni】 映射到常白型显示器 （计算机显示器）： 以数码相机的 灰色阶调密度数组 ί 】 为自变量数组，以常白型显示器的设备灰色阶调密度数组 [D_qwi] 为因变量 数组进行幂函数拟合， 得数码相机一计算机显示器灰密度映射函数式： D。„= D/'" 2) 将电视摄像机的灰色阶调密度数组 [D_ni] 映射到常黑型显示器 （电视机显示器） 色域中去： 以 电视摄像机的灰色阶调密度数组 [ ] 为自变量数组， 以常黑型显示设备灰色阶调密度数组 [D_qki] 为因变量数组进行幂函数拟合， 得电视摄像机一电视机显示器灰密度映射函数式： D_≠二 D_n

3) 将扫描仪的灰色阶调密度数组 [D。i】 映射到打印机 （印刷机） 设备色域中去： 以扫描仪的的灰 色阶调密度数组 [D。i] 为自变量数组， 以打印设备灰色阶调密度数组 [D_pij 为因变量数组进行幂函 数拟合， 得扫描仪一打印机 （印刷机） 灰密度映射函数式： D_p = D₀

4) 将打印机 （印刷机） 灰色阶调密度数组 [D_pi] 映射到显示设备色域中去： 以打印机 （印刷机） 的灰色阶调密度数组 [D_pi】 为自变量数组，以常白型显示器灰色阶调密度数组 [D_qwi] 为因变量数组 进行幂函数拟合， 得打印机 （印刷机） 一显示器灰密度映射函数式： D_qw = D_p ^r

一种将源设备获取的颜色映射到目标设备色域的方法

目的： 建立一种把特性文件连接空间的颜色 D_lXiyi无损传递到目标色域的方法。

1)将扫描仪获取的颜色映射到打印设备色域的方法

方法： 扫描仪和打印设备之间的色域映射是通过传递特性文件连接空间的 D。、 x。、 y。的数值到打 印设备色域和借助于刘氏扫描仪一打印机映射方程实现的。

步骤：

第一步， 根据扫描得到的 RGB数值， 选择刘氏扫描仪一打印机映射方程的子类型： 刘氏扫描仪一 打印机映射方程具有 CMK、 CYK, YK三个子类型，并且和刘氏分割方程的三个子类型一一对应 的， 下面依次列出这三个子类型的方程式：

。 。) =(1_ )(1一 — y)(1— /¾) C_+Crfd(1- — y)(1 - — _Cdrf)_m(1__y)(1— /c_rfrf)X_m

₊ (1-¾)(1-_m)y(1-^)X_y+(1-¾)/r7y(1-^) _r+¾(1-_m)y(1-^)X_{g +}c^(1-y)(1-/(_dd)^

+ c_ddmy(1-k X_s+(1-c_dd)(1-m)(1-y)k_ddX_k+c_M(1-m)(1-y)k_MX_ck+(1-c m(1-^^

' + -c_dd)(1- )yk_dclX_yk +( -c_d,)myk_ddX_l1< + c_dd (1 - )yk_MX_≠ + c_ddm (1 -y)k_ddX_bk + c_Mwyk_MX_sk

V =(1- c_rfd)(1-m)(1- y)(1- - m)(1-_y)(1- ^ -^ - ；^-/^ +…+ ^/^ ^

,[(1 - χ。- y。)/y。]> =(i- _y)(i- )z_w+ (i-_m)(i-y)(i— )4₊...₊ /77

(x。/y。)y_p=(1- c)(1- )(1- (1- /c_dd)X_{w +}c(1- y)(1- )X_c+... ₊„_drf)_sk

■ c)(1- _m(W)(1- y)(1- )V _+C(1-¾)(1 - (1- ^)y_{c +}(i__c; _d(i - (1- )ν ₊.·· ₊ (¾^ν, [(1_x。_y。)/y。]y_p=(¹_^c)(¹— — — ） +c(1— — /( Zc . + cm /^Z

(x₀/y₀) =( -c)(1-m)(1- , (1-i(_drf) _w+c(1-_m)(1-y_rfd)(1-^) _{c +}--- + c_my A*

^：^-。；^- - ^/^；) -/^ ^/^^ ^。^ - ；^- ₊c_my_dA_dv

[(1- x。- y。)/y。¾=(1- c)(1- j^)(1- ）Z_w+c(1— m)(1- y — /^Z^-. + cmy A

为简明起见， 下面仅以第一组 MYK型方程为例解说。 从 D_lX,_yi特性文件连接空间传来的扫描仪色 度坐标数据 χ。和 y。放在方程的左端， 参数 Y_P是未知的亮度参数， Υ_Ρ实际上具有钳位亮度的特性， 称为刘氏钳位亮度， 方程左端表示经过扫描一打印映射方程处理之后， 扫描输出色 D。x。y。将被打 印成一个新的颜色， 如果这个新颜色是 X_P、 Υ_Ρ、 Ζ_ρ, 那么 Χ_ΡΥ_ΡΖ_Ρ实际就是方程左端代表的数值， CMYK就是显示颜色 Χρ、 Υ_ρ、 Ζ_ρ 所需要的驱动数值。 即有： X_P=(x。 / y。)Y_P、 Y_P=Y_P、 Ζ_ρ=[(1-χ₀ 一 y₀)/y。]Y_P。

第二步， 把扫描仪色空间的灰色阶调密度 D。映射成为打印设备色域的灰色阶调密度 D_p: ( 1 ) 让 0_P = D ^ (2) 计算伽玛校正密度： 让 D_p' = D;^ly' = (D;-†' = D W

(3)用伽玛校正密度 D_p' 取代下列打印机的灰平衡多项式中的 D_p， 生成如下所示的刘氏四色打印 反伽玛灰平衡多项式， 可用它计算伽玛校正后的灰色平衡组分色量 c_p、 m_p 、 y_p和灰色取代参数 k_p， 并且把 c_p、 m_p 、 y_P、 k_p作为可以选用的灰核使用：

c_p = c_dd =a₀+ a^ + a₂D_p'² + a₃。_p'³ +···, m_p=m_M=b₀+ b,D_p' + b₂D_p'² + b₃D_p'³ +■■■ y_P = y_dd = c₀ + c,D_p' + c₂D_p'² + c₃D/³ +···, k_p =k_dd=d₀+ d,D_p' + d₂D_p'² + d₃D_p'" +■■■

根据所选子类型的不同， 只需计算 k_dd,c_dd， 或者 k_dd,m_dd， 或者 k_dd,y_dd;

(4) 根据程序选定的刘氏扫描仪一打印机映射方程子类型， 将 k_dd和 c_dd (或者 m_dd 、 或者 y_dd) 数值代入己选定的四色映射方程的右端：

由此可见， 方程右边出现的两个新符号 c_dd、 kdd. 不是变量， 而是由 cmyk灰平衡多项式动态传来 的两个数值， 对于 MYK型方程来说， c_dd=c， 来源于打印机灰色平衡方程式。 但灰色平衡多项式 中的自变量最终变成了 D_p， 由此可见， 来自 D。x。_y。特性文件连接空间的灰色量参数 D。是通过 D_P、 c_dt)和刘氏扫描一打印映射方程发生联系的。 k_dd是被转换颜色的灰成分取代量， 方程的变量是 m、 y和 Υ_ρ ， 在 Y_P、 m和 y的协同作用下， 匹配出方程左端的颜色 X_PY_PZ_P。 和刘氏基色钳位方程的原 理一样， 变量 Υ_Ρ还起到色貌保持系数的作用， 其功能是确保得到的新颜色 X_P Υ_Ρ Z_p和扫描仪输出 的颜色 XYZ保持视感一致的色貌，通过 MYK子类型刘氏扫描一打印映射方程计算出来的三个基色 量0=(¾、 m、 y和 c_dd是经过伽玛校正的三个基准基色量。

第三步， 根据刘氏扫描仪一打印机映射方程解得的三个基色量 c=c_dd、 m、 y计算生成颜色 X_P、 Y_p、 所需要的驱动数值 CMYK- 在方程中， 基准基色量 cmyk进一步是驱动输入数值 cWmdydk的函数， 由此可得把打印机基准基色 量 cmyk数值转换成驱动输入值 CMYK的方法是：

y _{= r}j ₌n1n ₌ (

yp ~ P 一 ^{y 1}/ ) ^ρ ₌ i^) K = ri =D ¹^ =(k 〃

~■> ' ~ ^ukp ' ^_ V ^1/ V ) ^{p 1}( ）

~ = k

~~ p

2)将数码相机获取的颜色 XYZ映射到常白型显示器色域的方法

方法：数码相机和显示设备之间的色域映射是通过把特性文件连接空间的参数 D_n、 ^和^传送到 显示设备并通过数码相机一显示器映射方程完成。

步骤：

第一步， 把数码相机色空间的灰色阶调密度 D„映射成为显示设备色域的灰色阶调密度 Dq， 即：

(1)让 D_qw=D (2) 计算伽玛校正密度- 让0^'=¾ ²

(3) 将伽玛校正密度 D_qw'代入常白型显示器的灰平衡组分基色量幂函数式， 计算作为灰核利用的 灰色平衡组分基色量和灰色取代参数 k_P:

第二步，把输入设备特性文件连接空间的色度坐标 x_n和 yn映射到常白型显示器并通过数码相机一 显示器映射方程完成映射过程：

刘氏数码相机一显示器映射方程也具有 r_ddgb、 rg_ddb rgb_dd三个子类型，并且和刘氏分割方程的三 个子类型是一一对应的， 下面依次列出这三个子类型的方程式： _sk

(1-X_n-y_n)/y_n]Kl )(1-g)(1- _d)Z_w+(1-r)fif(1-/)_rfd)Z_{m +}(1-r)(1— g) _dZ_y + 根据程序选定的 r_ddgb、 rg_ddb、 rgb_dd子类型， 将第一步得到的「_dd、 g_dd、 b_dd代入方程的右端， 将 x_ny_n 和刘氏钳位亮度 Y_qw放在方程的左端， 即可解得经过伽玛校正和色域映射处理的基准基色量 r、 g、 b和亮度值丫 _qw。

上式中， 驱动输入数值 drd_gd_b进一步是基准基色量 rgb的函数， 由此可得把常白型显示器基准基色 量 r b数值转换成驱动输入值 RGB的方法是：

通过刘氏映射方程三个不同子类型计算出来的三个基色量都是经过伽玛校正的基色量。

设 Xqw叫 Xn / y_n)Y Yqw = Y|, Z_qw = [(1-Xn-y„)/y_n]Y|, 则最终显示的颜色就是 Xqw、 Zqwo

RGB就是显示颜色 、 Y_qw、 _w所需要的驱动数值。

3)将电视摄像机获取的颜色 XYZ映射到常黑型电视显示器色域的方法

方法： 电视摄像机和电视显示设备之间的色域映射是通过把特性文件连接空间的参数 D_n、 ^和 y_n 传送到显示设备并通过电视摄像机一显示器映射方程完成。

步骤：

第一步， 把电视摄像机色空间的灰色阶调密度 DJ央射成为显示设备色域的灰色阶调密度 D_qk， BP: (1) 让 =0/' (2) 计算伽玛校正密度： 让 D_qk' =D_qk ^{1 2}

(3) 将伽玛校正密度 D_qk'代入常黑型显示器的灰平衡组分基色量幂函数式， 计算作为灰核利用的 灰色平衡组分基色量和灰色取代参数 k_dd: 第二步， 把输入设备特性文件连接空间的色度坐标 ^和 y_n映射到电视显示器并用刘氏映射方程 完成映射过程， 刘氏四色色域映射方程也具有 r_dtigb、 rg_ddb、 rgb_dd三个子类型，并且和刘氏分割方程 的三个子类型是一一对应的， 下面依次列出这三个子类型的方程式-

+ (1— r)g_ddbX_r +r(1- g_dd )(1 -b)X_{c +} Λ(1― g_dd)bX_g + _W(1 -b)X_{b +} rg^bX^

gJ +' U

ί[(¹— — =(¹- b)Z_{m +}(1- r)(1— fif bZy +.'.UZs

₊ (1-Γ)₉^ _{Γ +}Γ(1-₉)(1-ό_Λ)Χ_{ε +}Γ(1-₉)^ _{9 +}Γ₉(1-^) _{6 +}Γ₃^Χ^

09(1- 9) Λ+··· +

[(1- - )/y_n] =(i- - ) +(1- r)6f(1 - )Z_{m +}(1- r)(1-g) Z_{y +}..._+rS^Z_s, 根据程序选定的 r_ddgb、 rg_ddb、 rgb_dd子类型， 将第一步得到的 r_dd、 g_dd、 b_dd代入方程的右端， 将参数 ^和 y_n的值和氏钳位亮度 Y_qk放在方程的左端， 即可解得经过伽玛校正和色域映射处理的基准基 色量 r、 g、 b和亮度值 Y_qk。

上式中， 驱动输入数值 cWgdb进一步是基准基色量 rgb的函数， 由此可得把电视显示器基准基色量 r b数值转换成驱动输入值 RGB的方法是

通过刘氏综合映射方程三个不同子类型计算出来的三个基色量都是经过伽玛校正的基色量。

设 Xqk = (X_n / y_n)Yn、 Yqk = Yn, ¾_k = [(1 -_Xn-y_n) / Yn] Yn- 那么， 最终显示的颜色就是 Xqk、 Y_qk、 。 RGB就是显示颜色 Xq_k、 丫 _qk、 k所需要的驱动数值。

4)将打印设备获取的颜色 XYZ映射到常白型显示器色域的方法

方法：从打印设备到显示设备之间实施色域映射是通过特性文件连接空间的密度参数 D_p和目标色 域的灰色密度参数 0^的映射及色度坐标参数 x_p和 y_p的传递并通过打印机一显示器映射方程完成。 步骤：

第一步， 把打印设备色空间的灰色阶调密度 D_p映射成为显示设备色域的灰色阶调密度 D_q， 艮卩：

(2) 计算伽玛校正密度： 让 0。 qw

将伽玛校正密度 D。' 代入打印机的灰平衡组分基色量幂函数式， 计算作为灰核利用的灰色平衡组 分基色量和灰色取代参数 k_p:

r - _ η

'dd - ' iddd ~ ^uqw ' 一 ^udd — ^υφι

根据所选打印机一常白型显示器映射方程型式， 只需选择计算其中的 r_dd， 或者 g_dd, 或者 b_dd: ( 3 ) 将算得的 或 g_dd， 或 b_dd数值代入己选定的打印机一常白型显示器映射方程的右端； 第二步， 把打印设备特性文件连接空间的色度坐标 x_P和 y_P映射到显示设备色域， 方法是利用刘氏 打印机一常白型显示器色域映射方程作为工具完成映射过程， 刘氏打印机一常白型显示器色域映 射方程的三个子类型 r_ddgb、 rg_ddb、 rgb_dd的方程式如下：

上式中， 驱动输入数值 cWgdb进一步是基准基色量 rgb的函数， 由此可得把常白型显示器基准基色 量数值 rgb转换成驱动输入值 RGB的方法是- qw qw qw J ' ^w一 ^uqw一 ^qw 一 I » ) ~ i) _ fV ₌ n ₌ = h¹/( ^w? )

一 ^qw ― ^qw ― ( h 〃'""

qw ^1/ J ~ ^u

通过刘氏综合映射方程三个不同子类型计算出来的三个基色量都是经过伽玛校正的基色量。 设： Xqw = (Xn / yn)Yt, Yqw = Y_t、 Zqw = [(1— Χ_Π— y_n) / Y_t， 那么， 最终显示的颜色就是 Xq_w、 Y_qw、 Zq_W。

RGB就是显示颜色 Xq_w、 Y_QW、 _w所需要的驱动数值。

四、 附图说明

Fig.1 从扫描仪到打印机设备颜色空间和经由打印机设备颜色空间再到显示器设备颜色空间实施 色域映射的流程原理图：从扫描仪颜色预测→将预测色转换到刘氏 D_|Xiyi特性文件连接空间→到打 印机设备颜色空间和经由打印机设备颜色空间→显示器设备颜色空间实施色域映射的流程原理 图；

Fig.2 把数码相机获取的颜色 RGB转换为 XYZ数值和根据 XYZ数值计算计算机显示器驱动数值 RGB的流程原理图；

Fig.3 把数码摄像机和电视摄像机获取的颜色 RGB转换为 XYZ数值和根据 XYZ数值计算电视显示 器驱动数值 RGB的流程原理图；

五、 具体实施方式

1. 下面参照 Fi g. 1， 以映射流程 "从扫描仪根据扫描数值 RGB预测颜色 XYZ 把预测色 XYZ转 换到刘氏 D_{lXiy i}特性文件连接空间→把颜色 XYZ分色成为驱动输入数值 GMYK→在常白型显示 器上生成预打样彩色图像"说明本发明在色域映射中的通用性、 创造性、 和工作效率：

1 ) 用本发明提供的方法将 R,G,B 转换成三刺激值 Χ,Υ,Ζ; 2) 对扫描仪 CCD元件获取的 RGB 三刺激值进行判断， 根据 R,G,B 中的最小数值选择对颜色 RGB 进行分割的方程格式。 选择原则是：

如果 B 是最小值， 则选用 MYK 型刘氏扫描分割方程；

如果 R 是最小值， 则选用 CYK 型刘氏扫描分割方程；

如果 G 是最小值， 则选用 CMK 型刘氏扫描分割方程。

为免赘述， 下面仅以选用了 MYK 型分割方程的流程进行解说， 另外两种情况依此类推；

3) 将目标值 XYZ放在 MYK 型颜色分割方程的左端， 解方程后得到黑色量 p 的数值；

4) 黑色量 p代入刘氏扫描分割方程的灰色梯尺格式， 可以算得灰色灰色亮度剌激值 即有：

5)将 Yi换算成密度值 D。： 即让。。：^:^^^/^， 式中的 Y_w。是在扫描色靶白色面上测得的亮度 数值；

6) 把算得的 XYZ三刺激值换算成色度坐标值 X。和 y。， 即让-

通过上述步骤， RGB色空间一 CIEXYZ色空间一 DiX_iyi特性文件连接色空间的转换即告结束。 接着的 步骤就是向打印机模块传送 D。、 x。、 y。数据了：

7) 把扫描仪特性文件连接空间的 D。值映射到打印机空间， 即让 D_p=D。

8) 根据 D_P计算伽玛校正密度： 让 D_P'

9)将伽玛校正密度 D_p' 代入打印机的灰平衡多项式，计算作为灰核利用的组分基色量和灰色取代 参数 k_dd和 c_dd， 即让： c_p = c_dd =a₀+ a，D_p' + a₂D_p'² + a₃D/³ +■··, k_p=k_dd =d_a+ d,D_p' + d₂D_p'² + d₃D_p'³ +■■■ 注意： 根据所选四色映射方程型式， 只需计算 k_dd,c_dd， 或者 k_dd,m_dd， 或者 k_dd,y_dd;

10) 将算得的 k_dd, c_dd代入己选定的 MYK型四色映射方程的右端， 算出基色量

m和 y;

11) 把基色量 k， c， m和 y进一步转换成驱动数值 CMYK;

12) 计算扫描仪在映射到打印机色域的颜色 X_PY_PZ_P:

XP=(XO I y₀)Yp. Υρ=Υ_Ρ, Z_P=[(1 -xo-yo) I y。] Y_P

13) 将打印机 （印刷机） 灰色阶调密度数组 [D_pij 映射到显示设备色域中去， 即让： D_q =D_p

14) 计算密度值 D_q的伽玛校正值 D_q'， 即让 D_q'=D_q^²

15) 将显示器灰平衡多项式中的变量 D_q用 D_q' 数据代入， 算出灰核 c_dd的数值；

16) 将算得的三刺激值 XpY_PZ_p换算成色度坐标值 χ_ρ和 y_p, 即

― ― ^XP ― _

^X' ~^XP ~ Υ , V , 7 ' yi -y_P ~ y , y , γ

^XP ^{+ Y}P ^{+ 1}P _Ρ ^{+ Υ}ρ ^{+ Δ}ρ

17) 将 c_dd， Χρ, y_p同时代入显示器的 RGK 型加色映射方程， 解此方程可以算得基色量 r， g, b=b_dd- 以及被显示颜色的三刺激值 XqY_{q ;} 18)为了在显示器上 一步的工作是把算得的基 转换到它们的驱 动色空间去， 即让：

用 RGB值驱动显示器， 就会显示一个待印刷的预打样图像。

2. 下面参照 F i g.2，以映射流程 "数码照相机根据 CCD感知的 RGB数值预测颜色 XYZ 把预测色 XYZ 转换到刘氏 D y '特性文件连接空间→把颜色 XYZ分色成为驱动输入数值 RGB→在显示器上生 成彩色图像" 说明本发明在色域映射中的通用性、 创造性和实时转换效率：

1) 将 R,G，B代入 RGB— XYZ色坐标变换式把 RGB 转换成为 XYZ;

2) 将 R,G,B代入亮度方程式计算出亮度数值 Y;

3) 将亮度 Y代入刘氏分割方程的灰色梯尺格式算出灰阶亮度 Y_grey;

4) 把亮度数值换算成灰色密度数值

5) 将 D_n映射到显示器色域的密度 D_qw=D_{n qw;} 对 D_qw进行伽玛正， 得 D_qw'_;

6) 由 D_qw' 计算灰核 并将灰核 r_dd代入 GBK 型显示器映射方程；

7) 把颜色的 XYZ三刺激值换算成色度坐标值 ^和 y_n， 即让：

w

8) 将 χ_π和 y_n代入 GBK型显示器映射方程；

9) 解 GBK型显示器映射方程： 得基色量 rgb和预示的显示颜色

10) 从基色量空间的 rgb 转换到驱动数值 RGB, 用驱动数值 RGB 驱动显示器， 在显示器上就 显示出数码相机所拍摄的彩色图像。

下面参照 Fig.3， 以映射流程 "电视摄像机或数码摄像机 （DV) 根据 CGD感知数值 RGB预测颜色 XYZ 把预测色 XYZ转换到刘氏 D_lXiyi特性文件连接空间→把颜色 XYZ分色成为电视机驱动输入数 值 RGB→在显示器上生成电视图像"说明本发明在色域映射中的通用性、 创造性和高转换效率：

1) 将 R,G,B 代入 RGB— XYZ 色坐标变换式， 把 RGB 转换成为 XYZ;

2) 将 R,G,B 代入亮度方程式计算出亮度数值 Y;

3) 将亮度 Y代入刘氏分割方程的灰色梯尺格式算出灰阶亮度 Y_srey;

4) 把亮度数值换算成灰色密度数值

5) 将 D_n映射到显示器色域的密度 D_qk=D_n ^Ay_qk; 对 D_qk进行伽玛正， 得 D_qk'_;

6) 由 D_qk' 计算灰核 r_dd并将灰核 r_dd代入 GBK 型显示器映射方程；

7 ) 把颜色的 XYZ三刺激值换算成色度坐标值 x_n和 y_n， 即让：

X Y

" ' X + Y + Z ^y" ^yi X + Y + Z

8 ) 将 χ_π和 y_n代入 GBK型电视显示器映射方程；

9) 解 GBK型电视显示器映射方程： 得基色量 rgb和预示的显示颜色) YqkZqk;

10) 从基色量空间的 rgb 转换到驱动数值 RGB, 用驱动数值 RGB 驱动电视显示器， 在显示器 上就显示出电视摄像机所拍摄的彩色图像。

比较 Fig.2 和 Fig.3可知， 除了黑、 白场颠倒之外， 两者并无本质上的不同。

Claims (19)

1. 一种通用的色域映射及色彩管理方法， 其特征是_:

1 ) 本方法建立了能够按照感知意图进行色域映射的方法， 被映射的颜色最终能够保持原有的色 相、 色度坐标和符合感知意图的亮度映射； 2) 为了尽量避免颜色空间转换的***误差和随机误 差， 本方法采用结构相同的标定色靶， 颜色空间的坐标变换和设备之间的色域映射采用统一的原 理和方法； 3) 在色域映射的整个流程中， 始终保持基色色相恒定不变； 4) 创立了通道基色 量参数并使通道基色量、 基准基色量和驱动参数之间形成可逆的幂函数关系， 藉此确保颜色预 测的正确性， 驱动参数、 基准基色量和通道基色量是沟通彩色管理***的桥梁； 5) 创建了一种 生成纯净灰色梯尺的方法并以此为基础生成灰核参数、 灰色平衡函数式和用密度作参数的伽玛校 正方法， 藉此确保图像的灰色平衡、 灰色阶调的优先复制； 6) 创建了一种把颜色精确分割成灰 色成分和间色成分的方法并以此为基础建立了刘氏 Dwy!特性文件连接空间； 7) 创建了能够同 时完成色域映射、伽玛校正并能够用快速解析算法实施的颜色空间映射方法； 8) 创建了把刘氏 色域映射方程得到的基色量数值转精确换到驱动输入数值的方法；

2. 一种为了实施权利要求 1的、 为了使跨媒体色域映射方法具有通用特性的色靶结构， 其特征是： 用来对输入设备和输出设备进行标定的色靶都是在梯级数对应相等、 驱动数值一致的条件下生成 的样本颜色；

3. 一种为了实施权利要求 1 的、 保持基色色相恒定的方法， 其特征是： 1 ) 刘氏基色钳位方程和刘 氏基准基色量公式是描述本方法的关键技术； 2) 利用刘氏基色钳位方程对三基色梯尺上的实测 数值进行钳位处理， 以获得样本色的钳位亮度值； 3) 由刘氏基色钳位方程导出的刘氏基准基色 量公式是基色成分的色相预示器和色相保持器， 它所预示的颜色与单位基色量始终保持一致的色 相； 4) 基准基色量的刺激值总是等于 XY_tZ， 其中 X和 Z是样本色的实测刺激数值， Y_t是由刘氏 基色钳位方程所决定的钳位亮度值； 5 ) 刘氏色貌保持系数 λ是一个与基色波长相关的参数；

4. 一种为了实施权利要求〗的、 能够正确预示配色结果的方法及刘氏配色方程， 其特征是： 1 ) 刘 氏颜色预测方程是实现这种方法的主体和关键技术， 包括基于减色法复制的刘氏配色方程、 基于 加色法复制的刘氏配色方程、基于四色复制的刘氏四色配色方程、 扫描颜色预测方程和 RGB扫描 分色方程； 2) 在刘氏配色方程式中， 每种基色在每个通道都有自己的通道基色量参数， 通道 基色量参数和基准基色量之间、基准基色量和驱动参数之间存在可逆的幂函数关系； 3) 刘氏配 色方程式都能准确地预示基色合成结果； 4) RGB扫描分色方程和刘氏扫描颜色预测方程是描 述同一个样本色的孪生方程；

5. 一种为了实施权利要求 1 的、 特性化刘氏配色方程的方法， 其特征是： 1 ) 要用刘氏基色钳位方 程和刘氏基准基色量公式对三基色梯尺样本色进行标定，从而使基色获得独立的配色属性； 2) 要 用基色梯尺的基准基色量序列对基色的三种通道基色量进行标定， 使每种基色在三维配色空间内 获得空间独立性； 3) 这种方法使基准基色量参数和颜色驱动数值之间形成正确的幂函数关系；

6. 一种为了实施权利要求 1的为扫描仪、 打印机、 常白型显示器和常黑型显示器生成纯净灰色梯尺 的方法， 其特征是： 1 ) 利用本发明生成的纯净灰色梯尺作为灰色阶调复制的基础模板； 2) 构造 纯净灰色梯尺的原始数据是在扫描仪、 打印机和显示器上显示的梯尺上实际测得的初始亮度数组 [Yoai]. [G。_ai]、 [Y_pai]、 [Y_qwai] , [Y_qkai]， 纯净灰色梯尺的理想亮度数组是根据这些原始数据、 经过 9个变 换步骤得到的、 不包含光学畸变成份在内的纯净数据， 光学畸变成份是利用幂函数拟合法的特殊 办法排除的； 3) 在纯净灰色梯尺上， 每一点的色度坐标值都与媒体白点的色度坐标保持一致；

7. 一种为了实施权利要求 1 的特性化纯净灰色梯尺组分基色量的方法， 其特征是： 1 ) 纯净灰色梯 尺组分基色量是用刘氏配色方程对纯净灰色梯尺的三刺激值数组进行标定计算得到的； 2) 纯净灰 色梯尺组分基色量是以纯净灰色密度为自变量的幂函数， 对于四色打印来说， 则是以纯净灰色密 度为自变量的多项式函数； 3) 纯净灰色梯尺组分基色量中的最小值被视为匹配视觉彩色的灰核； 4) 灰核既被用作优先复制灰色阶调的工具、伽玛校正的载体， 同时还是实现快速解析运算方法的 钥匙； 5) 在为四色打印设备建立的纯净灰色梯尺组分基色量多项式中， 黑基色量是基准基色量 ^并已经被纯净化； 6) 灰色成分取代量用 k_dd表示， 并让 k_dd = CMd_k )n_; 7) 对四色灰平衡多项式 的标定方法是预先给定黑基色的阶调曲线使四色配色方程蜕变成三色配色方程， 然后用三色配色 方程对三基色的灰平衡多项式进行标定；

8. 一种为了实施权利要求 1 的对图像的灰色阶调进行伽玛校正的方法， 其特征是： 1) 本方法是用 纯净灰色梯尺的纯净灰色密度作为实施伽玛校正的变量参数； 2) 伽玛值等于 2; 3)对于 cmyk 四色复制来说， 是通过把灰平衡多项式中的纯净灰色密度参数 D置换成伽玛校正密度 D'实现的， 也就是通过刘氏四色打印反伽玛灰平衡多项式实现的；

9. 一种为了实施权利要求 1 的为扫描仪建立 D_lXiyi 特性文件连接颜色空间的方法， 其特征是： 1) 刘氏颜色分割方程和刘氏颜色分割方程的灰色梯尺格式是建立 D_lXiyi 特性文件连接颜色空间的关 键工具和核心技术； 要用刘氏分割方程对扫描色 XYZ进行分割， 藉此获得灰色量 p， 扫描 色 XYZ是来自刘氏扫描颜色预测方程计算出来的 XYZ数值； 3) 该方法通过参数 p对灰色成分 钳位、 通过 （1一 p ) 对彩色成分钳位； 4) Qx 特性文件连接颜色空间的密度参数 取决于参 数 p，密度参数 Q是用刘氏分割方程的灰色梯尺格式算出的，色度参数 取决于待分割颜色 XYZ; 5) 刘氏扫描颜色分割方程分为三个子类型， 把待分割颜色划分成三个区域进行分割； 6) 在 向目标颜色空间传送或者压缩颜色 XYZ时， 颜色空间具有恒亮度、 恒色度、 高压縮比传送颜 色的特征； 7) 刘氏分割方程可以被简化成三元二次方程进行快速运算；

10. 一种为了实施权利要求 9的在 RGB色空间为扫描仪快速计算孪生基色量 c'm'y' 的方法及刘氏三色 钳位方程， 其特征是： 1) 本发明创建的刘氏三色钳位方程是快速计算孪生基色量 c'm'y¹ 的工具， 是贯彻本方法的核心技术； 2) 刘氏三色钳位方程利用色貌保持参数 λ和灰核参数对孪生基色量 c'm'y' 的解进行钳位， 使得 c'm'y' 具有基准基色量的属性并且保持颜色 RGB的色相及色度坐标不 发生改变； 3) 刘氏三色钳位方程属于三元二次方程， 可以用解析方法对颜色进行快速处理；

11. 一种把扫描颜色从 RGB色空间转换到 C I EXYZ色空间的方法， 其特征是： 1) 这是一种基于色度 学原理的转换方法， 而不是借助于回归分析原理的近似方法； 2) 利用本发明创建的刘氏颜色分 割方程计算灰核参数， 可以确保颜色 RGB中的灰色成分得到准确计算； 3) 利用本发明创建的刘 氏三色钳位方程可以确保孪生基色量 c'm'y¹ 的色相独立性； 4) 实现颜色坐标精确换算的目标是 通过本发明创建的 c'm'y'— cmy 孪生基色量转换式完成的； 5) 利用本发明创建的扫描颜色预测 方程完成从 RGB到 XYZ的精确变换； 6) 利用 RGB扫描分色方程和刘氏扫描颜色预测方程所生 成的孪生基色量转换式实现准确的 RGB— XYZ坐标转换；

12. 一种为了实施权利要求 1 的为数码照相机或数码电视摄像机建立 D_|Xiyi特性文件连接颜色空间的 方法， 其特征是： 1) 用本发明创建的刘氏分割方程灰色梯尺方程式计算标准显示器灰色阶调的 三刺激值， 该方程中的钳位参数 Y是由亮度方程式决定的亮度数值； 2) 根据颜色 XYZ的亮度 数值 Y用刘氏灰色梯尺方程式中的亮度方程式计算灰色阶调亮度 ^和进而把 Y_grey 转换为颜色 连接空间的密度参数 D_{l ;} 3) 用 RGB— XYZ矩阵方程计算出来的 XYZ数值计算^ 特性文件连 接颜色空间的 ^数值； 4) 对于 CRT、 PDP、 LCD, LED等不同类型的显示设备来说， 用本方 法建立 D_|Xiyi特性文件连接颜色空间具有通用性；

13. 一种为了实施权利要求 1的将特性文件连接空间的参数 映射到目标设备色域的方法，其特征 是： 1) 用特性文件连接空间的参数 ^和目标设备色域的纯净灰色阶调密度建立幂函数关系就能 够达到灰色阶调映射的目的，这种方法对各种类型的输出设备都是适用的，是具有通用性的方法； 2) 采用纯净灰色密度参数进行灰色阶调映射的方法不但对于不同种类的设备是通用的，而且对于 基于加色法原理和基于减色法原理生成颜色的设备也是通用的；

14. 一种为了实施权利要求 1的将特性文件连接空间的颜色 D_|Xiyi映射到目标设备色域的方法，其特征 是： 1) 实施这种方法的主体和核心技术是刘氏色域映射方程； 2) 特性文件连接空间的颜色 D,x,y,分为两个支路向刘氏色域映射方程传送， 然后在刘氏色域映射方程交汇； 3) 传送 Di的分支 首先对灰色阶调进行伽玛校正， 然后根据伽玛校正密度计算灰核参数， 最后将灰核数值动态*** ~~刘氏色域映射方程； 4) 色度参数 x_iyi直接进入刘氏色域映射方程， 并协同方程中的刘氏钳位亮 度 Y_P、 Yqw、 Ygk 及灰核数值对刘氏色域映射方程进行钳位； 5) 刘氏色域映射方程是一个颜色分 解引擎， 由它得到的基准基色量数值都继承色相不变的特性； 6) 根据刘氏色域映射方程解得的 基准基色量可以直接算出基色的驱动输入数值； 7) 刘氏色域映射方程都是三元二次方程， 可以 用解析算法进行快速转换；

15. 一种为了实施权利要求 14的将扫描仪获取的颜色 XYZ映射到打印设备色域的方法， 本方法除了 继承刘氏色域映射方法的通用特征外， 还具用如下特征： 1) 色域映射是借助于刘氏扫描仪一打 印机映射方程实现的； 2) 该方法利用刘氏四色打印反伽玛灰平衡多项式计算灰色阶调的组分 基色量和灰色取代参数 k_dd，灰色阶调的组分基色量是为灰核提供数值的方法，灰色成分参数 k_dd是 一个具有纯净阶调分布曲线的、 经过伽马校正的灰色成分取代参数； 3) 映射后得到的颜色 XpYpZp 是打印颜色的预示； 4) 生成打印颜色 Χ_ΡΥ_ΡΖ_Ρ的驱动数值 CMYK是根据刘氏扫描仪一打 印机映射方程算出的基准基色量 cmy和 k_dd算得的， CMYK是用双伽玛校正函数表示的；

16. 一种为了实施权利要求 14的将数码相机获取的颜色 XYZ映射到常白型显示器色域的方法， 本方 法除了继承刘氏色域映射方法的通用特征外， 还具用如下特征： 1 ) 该方法是借助于刘氏数码相 机一显示器映射方程实现的； 2) 刘氏数码相机一显示器映射方程具有三个子类型，分别在参数

Yqw 禾卩 、 Yqw 和 g_dd、 Yqw 和 t½的共同作用下， 能确保映射到目标色域的颜色能够继承它在源 色域中的色相和色度， 同时又能使二者的亮度分布具有良好的相似度； 3) 映射后得到的颜色 Xqw Yqw Zcw 是在常白型显示器上显示颜色的预示： 4) 常白型显示器生成的颜色 Xq_wY_qw Z_qw 的驱 动输入数值 RGB是根据刘氏数码相机一显示器映射方程算出的基准基色量 rgb得出的， RGB是用 双伽玛校正函数表示的；

17. 一种为了实施权利要求 14的将电视摄像机或者数码摄像机获取的颜色 XYZ映射到常黑型电视显 示器色域的方法， 本方法除了继承刘氏色域映射方法的通用特征外， 还具用如下特征： 1) 该方 法是借助于数刘氏电视摄像机一电视显示器映射方程实现的； 2) 刘氏电视摄像机一电视显示器 映射方程具有三个子类型，分别在参数 Y_qk 和 、 丫 ^和9^、 Y_qk 和 b_dd的共同作用下， 能够确保 映射到目标色域的颜色能够继承它在源色域中的色相和色度， 同时又能使二者的亮度分布具有良 好的相似度； 3) 映射后得到的颜色 )^丫^4是在常黑型电视显示器上显示颜色的预示； 4) 常 黑型显示器生成的颜色 Xq_k Y_qk Z_qk的驱动输入数值 RGB是利用刘氏电视摄像机一电视显示器映射 方程算出的的基准基色量 rgb算出的， RGB是用双伽玛校正函数表示的；

18. 一种为了实施权利要求 14的将打印设备获取的颜色 XYZ映射到常白型显示器色域的方法， 其特 征是： 1) 该方法是借助于打印机一常白型显示器色域映射方程实现的； 2) 刘氏打印机一显示 器映射方程具有三个子类型，能够确保映射到目标色域的颜色能够继承它在源色域中的色相和色 度， 同时又能使二者的亮度分布具有良好的相似度； 3) 映射得到的颜色 Xq_kY_qkZ_qk是在常白型显 示器上显示颜色的预示； 4) 常白型显示器生成的颜色 X^Y_qwZ_qw的驱动输入数值 RGB是利用刘 氏打印机一常白型显示器色域映射方程算出的基准基色量 rgb算出的， RGB是用双伽玛校正函数 表示的；

19. 一种为了实施权利要求 1的把设备的基准基色量数值转换成驱动输入值的双伽玛校正方法， 其特 征是： 1) 不管对于基于加色法原理生成颜色的设备还是一种基于减色法原理生成颜色的设备， 本发明的方法具有通用性； 2) 这种根据映射得到的基准基色量计算输入驱动数值的方法本质 上是一种具有双重校正特点的反伽玛校正阶调的方法， 它既包含着对基色本身阶调的反伽玛校 正， 同时还包含着对纯净灰色阶调的反伽玛校正。