跨媒体彩色图像再现的一些关键问题研究

Cross-media colour transformation or reproduction is the main aim and important research topic for an opening colour management system. For the need of an opening publishing & printing and electronically online business industrial applications, a cross-platform device profile format has been established by the International Color Consortium (ICC)in order to promote and encourage the standardization and evolution of an open, vendor neutral cross-platform color management system architecture and components. Input and output device characterizations，colour appearance model, gamut mapping are the main components for the colour management for the cross-media colour reproduction. In this project, some key problems for the cross-media colour reproduction will be carried out. Firstly, digital colour camera characterization will be considered. It is mainly focused on how to get extra information at each pixel without extra filters and illuminations, so the accuracy of the camera characterization will be highly improved; secondly,the structure reformation for the CIECAM02 will be investigated in order to solve the its current problems and to improve the prediction accuracy at the same time. Thirdly, colour gamut of the object colours in terms of reflectance will be developed; and finally the methods for computing CIE tristimulus values will be considered. The outcomes from this research project are not only important to the colour management, printing & publishing, package printing， electronically online business industries and medical science , but also have great contributions to colour & imaging science and non-contact colour measurements. The research results will also be valuable to the CIE TC1-71 on tristimulus integration, TC1-73 on real colour gamut and TC8-11 on CIECAM02-mathematics.

跨媒体间彩色图像传递、再现一直是开放式色彩管理系统追求的目标。为了适应开放式出版印刷及电子网络商务发展的需要，国际色彩联盟制定了相关标准，将颜色的跨媒体再现向着开放式、标准化方向推进。输入输出设备的特征化，色貌模型，色域映射是开放式色彩管理系统的重要组成部分。本课题将对颜色管理中的一些关键问题展开研究，包括研究使用单个光源，如何利用训练样本获取多个光源下的RGB/XYZ的信息及其误差信息、进一步提高彩色相机特征化的精度；研究基于一般仪器函数计算最优加权表， 给出计算三刺激值的新方法；研究用反射率准确表示实际物体色色域；研究如何从结构上改进CIECAM02。本项目研究结果不仅对颜色管理，出版、包装印刷，电子网络商务行业有重要贡献，而且对颜色科学，对非接触式颜色测量具有重要贡献。研究结果也将对国际照明委员会推荐国际标准的计算三刺激值方法、实际物体色色域和下一代色貌模型具有重要参考价值。

随着多媒体技术的飞速发展，跨媒体彩色图像复制问题受到了广泛关注，本课题研究跨媒体彩色图像准确复制的一些关键问题，包括色貌模型，设备特征化，物体色色域和三刺激值计算研究。. 首先给出了新的色适应模型CAT16，克服了CAT02存在的黄蓝和紫色问题。基于参考光源的思想，提出了2步色适应模型：2-step CAT16，克服了单步色适应模型如CAT02不满足对称性和传递性，同时2步的色适应模型预测色适应实验数据和单步的色适应模型一样好。给出了广义von Kries （GvK）色适应模型，GvK保留了von Kries 色适应模型所具有的对称性和传递性，也保证了预测实验数据的准确性，更重要的该模型的导出不需要参考光源，该模型是真正意义下的对1902年的von Kries 色适应模型的推广。提出了新的色貌模型：CAM16，克服了CIECAM02存在的一些问题。CAM16将光源的色适应和亮度适应合并到同一个CAT16的cone-like空间进行，因此CAM16较CIECAM02简单，而且预测色貌实验数据精度和CIECAM02一样或略好于CIECAM02，在此基础上提出了新的均匀空间：CAM16-UCS。评估表明，CAM16-UCS也要略好于CAM02-UCS。. 对设备特征化，包括相机、显示器、打印机，提出了一些有效且简单的方法，其中包括基于自制色卡和收集的皮肤色反射率的从相机RGB预测肤色反射率算法；基于相机raw数据和人感知空间的线性高斯型权重的自适应算法预测物体反射率和基于raw数据和sRGB空间的自适应相机特征化方法等；. 对物体色色域提出了以反射率定义边界，不仅能在任何光环境下使用，而且能准确反映出物体色的边界；. 对于XYZ的计算问题，拓展了最优加权表方法和最小二乘加权表法，使两者不仅适应对称三角形状的仪器函数，而且也适合非对称三角形状的仪器函数。研究结果表明，最小二乘加权表法是最好的计算三刺激值方法，该方法不仅可以计算物体色三刺激值，而且可以计算自发光色三刺激值。同时也提出了以算法的手段重建测色仪器函数，突破了需要昂贵的仪器测量的手段获取测色仪器函数的唯一手段。. 本项目的研究结果不仅对跨媒体彩色图像再现有着重要应用，而且对推荐新一代国际标准色貌模型CIECAM16做出贡献。