CIEL*a*b*到CMYK色彩空间的转换方法技术

本发明专利技术公开了一种CIEL

Transformation method of CIEL*a*b* to CMYK color space

The invention discloses a CIEL

【技术实现步骤摘要】
CIEL*a*b*到CMYK色彩空间的转换方法
本专利技术涉及色彩管理
，特别涉及一种CIEL*a*b*到CMYK色彩空间的转换方法。
技术介绍
基于ICC的色彩管理流程中，印刷设备是输出设备，在印刷图像时，需要将源图像中的像素点由源色彩空间转换到CIEL*a*b*色彩空间，再由CIEL*a*b*色彩空间转换到设备的CMYK色彩空间。对于印刷设备而言，CIEL*a*b*色彩空间到CMYK色彩空间的转换精度直接影响着其输出图像的质量，因此转换方法十分重要。常用的色彩空间转换方法有多项式回归法、三维查找表法、神经元网络法等几类。但是，这些方法都存在一定的缺陷：多项式回归法的精度不高；三维查找表插值法做设备色彩空间向CIEL*a*b*色彩空间转换时，一般是将设备的色彩空间分割为若干规则排列的小立方体子空间，每个立方体的顶点在设备空间的坐标和测量得到的对应的CIEL*a*b*值构成查找表的数据项，因此，当任意给定一个设备空间中的点时，能够容易地在查找表中找到该点所在的小立方体子空间及其各个顶点的坐标值和对应的CIEL*a*b*值，继而可以通过三维插值得到该点对应的CIEL*a*b*值，这种转换方法速度快，且精度可以随着查找表的数据项增加而提高，从而满足实用要求。但使用三维查找表插值法做CIEL*a*b*色彩空间向设备色彩空间转换时，查找表中的CIEL*a*b*数据是散乱数据，当任意给定一个CIEL*a*b*颜色点时，很难在查找表中找出包含该CIEL*a*b*颜色点的不规则六面体，因此很难进行插值运算；神经元网络法需要较多的训练样本，并且为了得到较好的转换效果，各参数的调节和选择也存在一定的难度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种CIEL*a*b*到CMYK色彩空间的转换方法，该方法能够处理超出设备色域的CIEL*a*b*值，具有转换精度高的优点。本专利技术的目的通过下述技术方案实现：一种CIEL*a*b*到CMYK色彩空间的转换方法，步骤如下：S1、建立CMYK印刷设备色彩空间到CIEL*a*b*色彩空间的前向查找表，具体如下：对CMYK色彩空间C、M、Y和K墨量的取值区间分别进行N等分的分割，从而将CMYK色彩空间规则的分割成(N-1)4个超立方体；针对于每个超立方体赋予一个编号；同时使用分割点的C、M、Y和K值制作包括N4个色块的色靶文件，然后将色靶文件发送到CMYK印刷设备中打印，测量到每个色块的CIEL*a*b*值，从而获取到CMYK色彩空间到CIEL*a*b*色彩空间的查找表数据，建立前向查找表；同时根据CIEL*a*b*和CMYK色彩空间所需转换精度，将CIEL*a*b*色彩空间L*，a*，b*的取值区间分别进行M等分的分割，从而得到CIEL*a*b*色彩空间中的M3个网格点，并且将CIEL*a*b*色彩空间规则的分割成(M-1)3个立方体，针对CIEL*a*b*色彩空间中的每个网格点分别分配一个空的链表；S2、针对于步骤S1中获取到的每个超立方体，根据前向查找表获取到其上每个顶点对应的CIEL*a*b*值，然后将所有顶点的L*值、a*值和b*值分别对应进行比较，从中选取出最大的L*值、最大的a*值和最大的b*值以及最小的L*值、最小的a*值和最小的b*值；针对于步骤S1中获取到的CIEL*a*b*色彩空间中的每个网格点，将其L*值、a*值以及b*值对应与步骤S1中获取到的每个超立方体的最大的L*值和最小的L*值、最大的a*值和最小的a*值以及最大的b*值和最小的b*值进行比较，将每个网格点L*值、a*值以及b*值均落入至其最大的L*值和最小的L*值、最大的a*值和最小的a*值以及最大的b*值和最小的b*值范围的超立方体选取出来，并且将这些超立方体编号记录到对应CIEL*a*b*色彩空间中网格点的链表中；S3、在步骤S2之后，将链表中有超立方体编号的CIEL*a*b*色彩空间中的网格点标记为主网格点，将链表为空的CIEL*a*b*色彩空间中的网格点标记为次网格点；针对于CIEL*a*b*色彩空间中的每一个立方体，若其坐标值最小的顶点为次网格点，则计算出其中心点，然后计算步骤S1中获取到的每个超立方体的16个顶点在CIEL*a*b*空间中分别与该立方体中心点的距离，并且从中选取出最大值和最小值分别对应作为每个超立方体与该立方体之间的最大距离值和最小距离值，将所有超立方体与该立方体之间的最大距离值进行比较，从中选取出一个最小值nearest_far_point；然后将每个超立方体与该立方体之间的最小距离值与nearest_far_point进行比较，将与该立方体之间的最小距离值小于nearest_far_point的超立方体编号记录到该立方体中坐标值最小的顶点对应的链表中；S4、对于已知CIEL*a*b*色彩空间中CIEL*a*b*值的待转换点，根据其CIEL*a*b*值计算出在CIEL*a*b*空间中其所位于的立方体，然后判断CIEL*a*b*空间中该立方体坐标值最小的网格点g是为主网格点还是次网格单，若为主网格点，则执行步骤S5，若为次网格点，则执行步骤S6；S5、对网格点g的链表中记录的编号对应的每个超立方体进行如下操作：S51、选取出每个超立方体中坐标值最小的顶点作为超立方体第一顶点；将第一顶点每个轴的坐标值分别加上第一定值后得到超立方体另一顶点坐标，将该顶点作为超立方体第二顶点，其中第一定值为CMYK色彩空间中相邻两个分割点的距离；沿超立方体第一顶点和第二顶点所构成的直线将超立方体分割成多个四维单纯形；S52、对于每个超立方体分割得到的每个四维单纯形，根据该四维单纯形各顶点在CMYK色彩空间的C、M、Y和K值，通过前向查找表查找到该四维单纯形各顶点在CIEL*a*b*色彩空间的L*、a*和b*值，然后计算出待转换点在每个四维单纯形中的重心坐标，以确定出待转换点所位于的四维单纯形；最后根据待转换点所位于的四维单纯形各顶点在CMYK色彩空间的C、M、Y和K值以及待转换点在其所位于的四维单纯形中的重心坐标计算出待转换点的CIEL*a*b*值对应的C、M、Y和K值；若待转换点均不位于网格点g的链表中记录的编号对应的所有超立方体的所有四维单纯形中，则进入步骤S6；S6、对于网格点g的链表中记录的编号对应的超立方体进行如下操作：S61、通过前向查找表查找到网格点g的链表中记录的编号对应的所有超立方体的每个顶点在CIEL*a*b*色彩空间的CIEL*a*b*值；然后计算出网格点g的链表中记录的编号对应的所有超立方体的每个顶点在CIEL*a*b*色彩空间与待转换点之间的距离，从中选取出一个最小值作为第一最小值；同时针对于网格点g的链表中记录的编号对应的每个超立方体，选取出超立方体中坐标值最小的顶点作为超立方体第一顶点；将第一顶点每个轴的坐标值分别加上第一定值后得到超立方体另一顶点坐标，将该顶点作为超立方体第二顶点，其中第一定值为CMYK色彩空间中相邻两个分割点的距离；沿超立方体第一顶点和第二顶点所构成的直线将超立方体分割成多个四维单纯形；S62、对于网格点g的链表中记录的编号对应的每个超立方体分割得到的每个四维单纯形，通过其中的任意三个顶点构成二维单纯形；针对于由四维本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种CIEL

【技术特征摘要】
1.一种CIEL*a*b*到CMYK色彩空间的转换方法，其特征在于，步骤如下：S1、建立CMYK印刷设备色彩空间到CIEL*a*b*色彩空间的前向查找表，具体如下：对CMYK色彩空间C、M、Y和K墨量的取值区间分别进行N等分的分割，从而将CMYK色彩空间规则的分割成(N-1)4个超立方体；针对于每个超立方体赋予一个编号；同时使用分割点的C、M、Y和K值制作包括N4个色块的色靶文件，然后将色靶文件发送到CMYK印刷设备中打印，测量到每个色块的CIEL*a*b*值，从而获取到CMYK色彩空间到CIEL*a*b*色彩空间的查找表数据，建立前向查找表；同时根据CIEL*a*b*和CMYK色彩空间所需转换精度，将CIEL*a*b*色彩空间L*，a*，b*的取值区间分别进行M等分的分割，从而得到CIEL*a*b*色彩空间中的M3个网格点，并且将CIEL*a*b*色彩空间规则的分割成(M-1)3个立方体，针对CIEL*a*b*色彩空间中的每个网格点分别分配一个空的链表；S2、针对于步骤S1中获取到的每个超立方体，根据前向查找表获取到其上每个顶点对应的CIEL*a*b*值，然后将所有顶点的L*值、a*值和b*值分别对应进行比较，从中选取出最大的L*值、最大的a*值和最大的b*值以及最小的L*值、最小的a*值和最小的b*值；针对于步骤S1中获取到的CIEL*a*b*色彩空间中的每个网格点，将其L*值、a*值以及b*值对应与步骤S1中获取到的每个超立方体的最大的L*值和最小的L*值、最大的a*值和最小的a*值以及最大的b*值和最小的b*值进行比较，将每个网格点L*值、a*值以及b*值均落入至其最大的L*值和最小的L*值、最大的a*值和最小的a*值以及最大的b*值和最小的b*值范围的超立方体选取出来，并且将这些超立方体编号记录到对应CIEL*a*b*色彩空间中网格点的链表中；S3、在步骤S2之后，将链表中有超立方体编号的CIEL*a*b*色彩空间中的网格点标记为主网格点，将链表为空的CIEL*a*b*色彩空间中的网格点标记为次网格点；针对于CIEL*a*b*色彩空间中的每一个立方体，若其坐标值最小的顶点为次网格点，则计算出其中心点，然后计算步骤S1中获取到的每个超立方体的16个顶点在CIEL*a*b*空间中分别与该立方体中心点的距离，并且从中选取出最大值和最小值分别对应作为每个超立方体与该立方体之间的最大距离值和最小距离值，将所有超立方体与该立方体之间的最大距离值进行比较，从中选取出一个最小值nearest_far_point；然后将每个超立方体与该立方体之间的最小距离值与nearest_far_point进行比较，将与该立方体之间的最小距离值小于nearest_far_point的超立方体编号记录到该立方体中坐标值最小的顶点对应的链表中；S4、对于已知CIEL*a*b*色彩空间中CIEL*a*b*值的待转换点，根据其CIEL*a*b*值计算出在CIEL*a*b*空间中其所位于的立方体，然后判断CIEL*a*b*空间中该立方体坐标值最小的网格点g是为主网格点还是次网格单，若为主网格点，则执行步骤S5，若为次网格点，则执行步骤S6；S5、对网格点g的链表中记录的编号对应的每个超立方体进行如下操作：S51、选取出每个超立方体中坐标值最小的顶点作为超立方体第一顶点；将第一顶点每个轴的坐标值分别加上第一定值后得到超立方体另一顶点坐标，将该顶点作为超立方体第二顶点，其中第一定值为CMYK色彩空间中相邻两个分割点的距离；沿超立方体第一顶点和第二顶点所构成的直线将超立方体分割成多个四维单纯形；S52、对于每个超立方体分割得到的每个四维单纯形，根据该四维单纯形各顶点在CMYK色彩空间的C、M、Y和K值，通过前向查找表查找到该四维单纯形各顶点在CIEL*a*b*色彩空间的L*、a*和b*值，然后计算出待转换点在每个四维单纯形中的重心坐标，以确定出待转换点所位于的四维单纯形；最后根据待转换点所位于的四维单纯形各顶点在CMYK色彩空间的C、M、Y和K值以及待转换点在其所位于的四维单纯形中的重心坐标计算出待转换点的CIEL*a*b*值对应的C、M、Y和K值；若待转换点均不位于网格点g的链表中记录的编号对应的所有超立方体的所有四维单纯形中，则进入步骤S6；S6、对于网格点g的链表中记录的编号对应的超立方体进行如下操作：S61、通过前向查找表查找到网格点g的链表中记录的编号对应的所有超立方体的每个顶点在CIEL*a*b*色彩空间的CIEL*a*b*值；然后计算出网格点g的链表中记录的编号对应的所有超立方体的每个顶点在CIEL*a*b*色彩空间与待转换点之间的距离，从中选取出一个最小值作为第一最小值；同时针对于网格点g的链表中记录的编号对应的每个超立方体，选取出超立方体中坐标值最小的顶点作为超立方体第一顶点；将第一顶点每个轴的坐标值分别加上第一定值后得到超立方体另一顶点坐标，将该顶点作为超立方体第二顶点，其中第一定值为CMYK色彩空间中相邻两个分割点的距离；沿超立方体第一顶点和第二顶点所构成的直线将超立方体分割成多个四维单纯形；S62、对于网格点g的链表中记录的编号对应的每个超立方体分割得到的每个四维单纯形，通过其中的任意三个顶点构成二维单纯形；针对于由四维单纯形的顶点构造得到的每个二维单纯形，通过前向查找表查找到每个二维单纯形每个顶点在CIEL*a*b*色彩空间的CIEL*a*b*值，然后在CIEL*a*b*色彩空间计算出二维单纯形所在平面上距离待转换点最近的点在二维单纯形中的重心坐标，以确定出二维单纯形所在平面上距离待转换点最近的点是否在二维单纯形内，当二维单纯形所在平面中距离待转换的CIEL*a*b*值最近的点在二维单纯形内时，则通过其在二维单纯形中的重心坐标计算出其在CIEL*a*b*色彩空间的L*、a*和b*值，然后计算出在CIEL*a*b*色彩空间其与待转换点之间的距离；遍历网格点g的链表中记录的编号对应的所有超立方体中由四维单纯形的顶点构成的二维单纯形，，将位于各二维单纯形内的距离待转换点最近的点都选取出来，并且比较在CIEL*a*b*色彩空间这些距离待转换点最近的点与待转换点在之间的距离，然后选取出其中一个最小值作为第二最小值；同时，对于网格点g的链表中记录的编号对应的每个超立方体分割得到的每个四维单纯形，通过其中的任意二个顶点构成一维单纯形；针对于由四维单纯形的顶点构造得到的每个一维单纯形，通过前向查找表查找到每个一维单纯形每个顶点在CIEL*a*b*色彩空间的CIEL*a*b*值，然后在CIEL*a*b*色彩空间计算出一维单纯形所在直线上距离待转换点最近的点在一维单纯形中的重心坐标，以确定出一维单纯形所在直线上距离待转换点最近的点是否在一维单纯形上，当一维单纯形所在直线上距离待转换点最近的点在一维单纯形上时，则通过其在一维单纯形上的重心坐标计算出其在CIEL*a*b*色彩空间的L*、a*和b*值，然后计算出其与待转换点之间的距离；遍历网格点g的链表中记录的编号对应的所有超立方体中由四维单纯形的顶点构成的一维单纯形，，将处于各一维单纯形内且距离待转换点最近的点都选取出来，并且比较这些距离待转换点最近的点与待转换的CIEL*a*b*值之间的距离，然后选取出其中一个最小值作为第三最小值；S7、从第一最小值、第二最小值和第三最小值中选取出最小的一个值，从而最终选取出待转换点最近的点，即为最小的一个值对应的点；若选取出的最小的一个值是第一最小值，则将第一最小值对应在超立方体上的顶点的C、M、Y和K值作为待转换点的CIEL*a*b*值对应的C、M、Y和K值；若选取出的最小的一个值是第二最小值，则获取第二最小值对应的距离待转换点最近的点所在二维单纯形，根据二维单纯形各顶点C、M、Y和K值以及第二最小值对应的距离待转换点最近的点在二维单纯形中的重心坐标计算出待转换点的CIEL*a*b*值对应的C、M、Y和K值；若选取出的最小的一个值是第三最小值，则获取第三最小值对应的距离待转换点最近的点所在一维单纯形，根据一维单纯形各顶点C、M、Y和K值以及第三最小值对应的距离待转换点近的点在一维单纯形中的重心坐标计算出待转换点的CIEL*a*b*值对应的C、M、Y和K值。2.根据权利要求1所述的CIEL*a*b*到CMYK色彩空间的转换方法，其特征在于，所述步骤S1中N为7，所述步骤S1中得到CMYK色彩空间中2401个网格点，并且将CMYK色彩空间规则的分割成1296个超立方体。3.根据权利要求1所述的CIEL*a*b*到CMYK色彩空间的转换方法，其特征在于，所述步骤S1中M为10，所述步骤S1中得到CIEL*a*b*色彩空间中的1000个网格点，并且将CIEL*a*b*色彩空间规则的分割成729个立方体。4.根据权利要求1所述的CIEL*a*b*到CMYK色彩空间的转换方法，其特征在于，所述步骤S51和步骤S61中超立方体分割成24个四维单纯形。5.根据权利要求4所述的CIEL*a*b*到CMYK色彩空间的转换方法，其特征在于，所述步骤S51中，所述沿超立方体第一顶点和第二顶点所构成的直线将超立方体分割得到的各四维单纯形包括五个顶点，其中两个顶点为超立方体的第一顶点和第二顶点，其三个顶点为超立方体中的其他顶点，当三个顶点的坐标分别为[c1,m1,y1,k1],[c2,m2,y2,k2],[c3,m3,y3,k3]时，则c1≤c2≤c3,m1≤m2≤m3,y1≤y2≤y3,k1≤k2≤k3。6.根据权利要求5所述的CIEL*a*b*到CMYK色彩空间的转换方法，其特征在于，所述步骤S52中计算出待转换点在每个四维单纯形中的重心坐标、确定出待转换点所位于的四维单纯形以及求取出待转换点的CIEL*a*b*值对应的C、M、Y和K值的具体过程如下：S521、根据四维单纯形各顶点在CMYK色彩空间中的C、M、Y和K值，通过前向查找表查找到该四维单纯形各顶...

【专利技术属性】
技术研发人员：劳同牧，欧元贤，张亚运，刘晓麟，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44