基于色貌模型的数码打样色彩管理

邓　倩，朱　明，楚高利

(河南工程学院 材料与化学工程学院，河南 郑州 450007)



基于色貌模型的数码打样色彩管理

邓倩，朱明，楚高利

(河南工程学院 材料与化学工程学院，河南 郑州 450007)

摘要：为实现“所见即所得”和“所得即所见”， 将色貌模型CIECAM02应用到数码打样，以IT8.7/3 色标为标准试样，利用打印机，分别以高光相纸、喷墨打印纸、胶版纸为例，研究屏幕软打样与纸张数码打样的颜色匹配.通过一系列数学变换，实现颜色的三刺激值与观察条件下的颜色感知属性值之间的转换，使屏幕软打样与纸张数码打样结果更接近，也更符合人眼的视觉要求，进而实现跨媒体复制.

关键词：数码打样；色貌模型；色彩管理

数码打样是通过数字化工作流程对印刷工艺流程进行控制与高保真复制的关键.在印刷业数字化水平不断提升的大环境下，有效控制和评价印刷颜色复制的质量已成为印刷生产流程中亟须解决的问题[1].ICC色彩管理系统的基本结构以操作系统为中心，以CIELab或CIEXYZ为标准参考色彩空间，用ICC特征文件记录输入或输出色彩的特征，应用软件和第三方色彩管理软件成为使用者的色彩控制接口,不足之处在于,一旦复制色和原稿的观察条件差异过大，两者在人眼视觉(色貌)上便会出现较大差异[2].常规的ICC色彩管理从数据上看色差减少，但无法满足人眼的视觉要求，也无法适应工业生产[3].

色貌模型基于人眼视觉，主要解决不同媒体在不同的观察条件、背景和环境下颜色真实再现的问题[4]，可以通过一系列参数来描述为特定目标而设定的观察条件，包括适应区域的明度对比因子、背景参数、照度、环境影响参数、色诱导因子、亮度水平适应因子等，预测不同条件下的各种色貌现象[5].在此，为实现“所见即所得”和“所得即所见”，在ICC色彩管理的基础上引入了色貌模型[6]，实现了观察条件参数输入、特性文件生成和调整、特性文件色貌评价这3个方面的改进.

1实验

1.1原理

利用分光光度计测得色彩测试标板在4种典型光源(D65，D50，A，C)下的X，Y，Z值和打印环境参数，输入色度-色貌转换模型中，得到打印色貌值.在标准办公条件下，用Photoshop读取Adobe 1998工作空间标板的X,Y,Z值，配套办公环境参数，输入色度-色貌转换模型中，得到显示色貌值[7].比较两者的色貌(视亮度、明度、视彩度、彩度、饱和度、色相角、色调)差别，利用Profile Editor反复调整相应的颜色属性选项(亮度、明度、彩度、饱和度等)，确定特性文件.应用色貌模型色差公式计算图像色差，调整至色差基本恒定，确定调整后的Profile为此条件下的Profile[8].

1.2设备

硬件：分光光度计，Eyeone，艺卓显示器，Epson 打印机，IT8.7/3色彩测试标板,如图1所示.

软件：Matlab,Photoshop CS5,Profilemaker.

图1　IT8.7/3 色彩测试标版Fig.1　IT8.7/3 color test target board

1.3步骤

(1)校准显示器.

(2)在显示器上利用Photoshop软件显示IT8.7/3色彩测试标板，转换为CMYK模式.

(3)分别在3种不同纸张(高光相纸、喷墨打印纸、胶版纸)上，用打印机打印样张.

(4)分别在4种光源(D65,D50,A,C)下，测得色标色度值，配套4种条件下的环境参数，计算出色貌值.

(5)在办公光环境下，读取显示器上的标版色度值，配套办公环境参数，计算出色貌值.

(6)应用Profilemaker与ProfileEditor软件，以打印和显示色貌属性值一致为目的，调整和输出Profile.

(7)将调整过的特性文件嵌入图像，计算色差，重复步骤(6)生成和编辑特性文件，直至色差趋于恒定.

(8)确定4种光源(D65,D50,A,C)下打印机的特性文件.

具体实验流程如图2所示.

图2　实验流程Fig.2　Flow chart of the experiment

2实验数据处理与分析

2.1实验数据处理

在A,C,D50,D65光源下，单独应用ICC色彩管理，得到的D65光源下图像与标版基本色块色差分布见图3，D50光源下图像与标版色差分布见图4，A光源下图像与标版色差分布见图5，C光源下图像与标版色差分布见图6.

图3　D65光源下图像与标版色差分布Fig.3　Color difference of printed image and target in light of D65

图4　D50光源下图像与标版色差分布Fig.4　Color difference of printed image and target in light of D50

图5　A光源下图像与标版色差分布Fig.5　Color difference of printed image and target in light of A

由图3至图6可以看出，应用色彩管理后，在D65和D50光源下图像色差平均值维持在10左右，在A或C光源下，图像色差平均值维持在12左右，低于色彩管理前的色差，在一定程度上减少了复制色度偏差.但工业生产要求色差平均值维持在5以下，并且从人眼视觉的角度，色彩感觉存在较大差异.尤其是A光源和C光源，光谱中含较多的黄光和红光，色彩偏差更大.

为满足工业生产的需求，将D65，D50，A，C光源下打印与显示环境参数(适应场亮度因子、观察条件参数、白点三刺激值、背景亮度)输入色度-色貌转换模型，计算得到对应的色貌值，应用ProfileEditor软件调整其中的颜色属性选项(亮度、曝光量、饱和度、明度、彩度等).在色差基本趋于恒定后，确定此Profile为该观察条件下图像的Profile.应用CAM02-LCD，CAM02-SCD与CAM02-UCS公式计算打印稿与测试标版之间的色差，D65光源下图像与标版色差分布见图7，D50光源下图像与标版色差分布见图8，A光源下图像与标版色差分布见图9，C光源下图像与标版色差分布见图10.

图7　D65光源下图像与标版色差分布Fig.7　Color difference of printed image and targetin light of D65

图8　D50光源下图像与标版色差分布Fig.8　Color difference of printed image and targetin light of D50

图9　A光源下图像与标版色差分布Fig.9　Color difference of printed image and targetin light of A

图10　C光源下图像与标版色差分布Fig.10　Color difference of printed image and targetin light of C

2.2结果分析

通过实验分析可以得到在D65,D50,A,C这4种光源下调整前后色差的对比,如表1所示.

表1　4种光源下调整前后色差的对比

将色貌模型引入ICC色彩管理后，可以得出在D50或D65光源下，色彩平均差值在3.6左右，可以满足日常工业级生产对实际图像色差的基本要求；在颜色属性方面，色彩感觉差异小，满足了人眼的视觉要求.在A或C光源下，色彩平均差值在5左右，可基本满足工业生产的需求；在视觉方面，色彩的实际差别不明显.

3结语

将色貌模型引入打印机色彩管理，就可以最大限度地将真实环境因素融入色彩管理，在一定程度上弥补了ICC色彩管理中环境因素考虑欠缺的不足.色貌模型本身具备强大的色貌描述和预测功能，配套ICC色彩管理体系中的颜色转换引擎，可实现两者的优势互补.此管理方案可更准确地实现显示器与打印机之间的颜色转换，也适用于扫描仪与显示器、数码相机与显示器等设备之间的色彩管理.

参考文献:

[1]刘容,王强,戴俊平.数码打样颜色复制质量评价方法研究[J].中国印刷与包装研究，2014(1)：120-124.

[2]赵彩霞.新一代色彩管理方案——WCS[J].印刷质量与标准化，2010(2)：15-17.

[3]Li Z B.Characteristics of the digital proofing paper and its application[J].China Pulp & Paper Industry,2013(10)：54-56.

[4]宗慧超.基于色貌模型的新一代色彩管理系统研究[J].包装工程，2007(9)：106-108.

[5]刘红芳.图像色貌模型的研究及应用[J].包装工程，2008(6)：66-68.

[6]Kenjiro H,Tadashi Y.New method for specifying color-rendering properties of light sources based on feeling of contrast[J].Color Research and Application，2006(11)：361-365.

[7]Ray C W,Roger H，Wardman.Proposed modification to the CIECAM02 colour appearance model to include the simultaneous contrast effects[J].Color Research and Application,2007(4)：121-127.

[8]Song H H,Qiao C.The color appearance attributes analysis of CIELAB color space[J].Electrical Engineering,2012(7)：353-359.

Color management of digital proofing based on color appearance model

DENG Qian，ZHU Ming，CHU Gaoli

(CollegeofMaterialandChemicalEngineering,HenanInstituteofEngineering,Zhengzhou450007,China)

Abstract:In order to realize ‘what we see is what we get’ and ‘what we get is what we see’, color appearance models is introduced into paper digital proofing. In this paper, IT8.7/3,Printer and three kinds of paper as the media for soft proofing and paper digital proofing are chosen to design the color matching experiment based on the different presenting color principle. Using mathematical transforms to convert the tristimulus values X, Y, Z of test colors in a set of viewing condition to the perceptual attributes values. Through the introduction of color appearance model, the screen soft proofing and paper digital proofing result are closer, which meets the requirement of human vision. It can be used in cross-media color image reproduction.

Key words:paper digital proofing; color appearance model; color management

作者简介：邓倩(1983 -)，女，河南开封人，讲师，主要研究方向为印前色彩管理.

基金项目：国家自然科学基金(61301231)

收稿日期：2014-09-21

中图分类号：TS801.3

文献标志码：A

文章编号：1674-330X(2015)01-0062-04