[發(fā)明專利]一種優(yōu)化的光譜色域映射方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710286928.4
• 申請日: 2017-04-27
• 公開（公告）號: CN107067444B
• 公開（公告）日: 2020-03-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孔玲君;孫葉維;楊晟煒;張建青;周穎梅;方恩印
• 申請（專利權(quán)）人: 上海出版印刷高等專科學(xué)校
• 主分類號: G06T7/90
• 分類號: G06T7/90
• 代理公司: 上海精晟知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31253
• 代理人: 馮子玲

1.一種優(yōu)化的光譜色域映射方法，其特征在于：包含以下步驟：

步驟一，包括如下步驟：

步驟1-1：根據(jù)人眼視覺特性，選取LMS錐響應(yīng)光譜敏感曲線作為加權(quán)函數(shù)，對高維光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)處理，在光譜三刺激值轉(zhuǎn)換為LMS視錐響應(yīng)時(shí)，選擇布拉德福德變換矩陣作為變換矩陣：

步驟1-2：按式2構(gòu)造LMS加權(quán)函數(shù)：

式中，p為可變系數(shù)，其取值范圍在-0.5到50之間，k值為1～10之間，

步驟1-3：利用LMS加權(quán)函數(shù)對高維光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)處理，

步驟二：采用主成分分析法PCA提取加權(quán)處理后光譜的前三個(gè)主成分，構(gòu)造LMS-PCA光譜鏈接空間ICS；

步驟二中具體包括如下步驟：

步驟2-1：對加權(quán)后的光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行奇異值分解；

步驟2-2：通過奇異值分解的特征向量對加權(quán)后的光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行降維，提取前三個(gè)主成分構(gòu)建LMS-PCA直角坐標(biāo)系作為光譜鏈接空間,利用降維得到的前三個(gè)主成分構(gòu)建LMS-PCA直角坐標(biāo)系空間，設(shè)前三個(gè)主成分為P₁，P₂，P₃,

步驟三：在LMS-PCA空間內(nèi)描述輸出設(shè)備的最大光譜邊界GBD；

步驟3-1：將LMS-PCA空間的直角坐標(biāo)系P₁，P₂，P₃轉(zhuǎn)換到球坐標(biāo)系α,θ,r，計(jì)算輸出設(shè)備的光譜顏色點(diǎn)所對應(yīng)的球坐標(biāo)值，

步驟3-2：分別沿α和θ方向?qū)MS-PCA空間均勻分割為n×n等分，計(jì)算每一個(gè)輸出設(shè)備光譜顏色樣本點(diǎn)的球坐標(biāo)，根據(jù)其α和θ的值確定每個(gè)光譜顏色樣本點(diǎn)位于LMS-PCA空間中的哪一個(gè)子區(qū)域；比較每個(gè)子區(qū)域中所有光譜顏色樣本點(diǎn)到中心點(diǎn)的距離r，保留其中r值最大的光譜顏色樣本點(diǎn)作為該子區(qū)域的邊界點(diǎn)，最終將得到的所有邊界點(diǎn)存入一個(gè)矩陣得到最大光譜邊界GBD，

步驟四：在LMS-PCA空間內(nèi)描述輸出設(shè)備的具體光譜邊界LBD；

步驟四中包括步驟：

步驟4-1：計(jì)算待映射圖像光譜顏色點(diǎn)的色相角所對應(yīng)的球坐標(biāo)α，并根據(jù)其α值和光譜平面坐標(biāo)(C_o,p₁)以及中心點(diǎn)E，找到該光譜顏色點(diǎn)的等α面，其中，坐標(biāo)p₁、p₂、p₃是直角坐標(biāo)系P₁、P₂、P₃上的坐標(biāo)值，

步驟4-2：根據(jù)色相角α，從第一個(gè)水平分割層的GBD子矩陣中找出一對相鄰光譜顏色點(diǎn)，其中一點(diǎn)的色相角大于α，另一點(diǎn)的色相角小于α，然后將這兩個(gè)相鄰光譜顏色點(diǎn)連接成一直線，求該直線與等α面的交點(diǎn)，由于一共有n個(gè)水平分層，因此最終可得到n個(gè)交點(diǎn)，這些交點(diǎn)即為輸出設(shè)備光譜色域在等α面上的線性邊界，

步驟4-3：根據(jù)最大光譜邊界GBD矩陣中具有最大 p₁ 值和最小 p₁ 值的光譜顏色樣本點(diǎn)，得到輸出設(shè)備的光譜顏色樣本點(diǎn)中的最大線性邊界點(diǎn)p_max和最小線性邊界點(diǎn)p_min，與步驟4-2所得到的線性邊界組合形成輸出設(shè)備的具體光譜邊界LBD,

步驟五：判斷待映射圖像光譜顏色點(diǎn)是否需要作映射處理；

判斷該映射顏色點(diǎn)與輸出設(shè)備光譜色域的關(guān)系，若該映射顏色點(diǎn)位于輸出設(shè)備光譜色域之外，則按步驟六進(jìn)行處理；若該映射顏色點(diǎn)位于輸出設(shè)備光譜色域之內(nèi)，則不做處理，直接進(jìn)入步驟七,

步驟五中判斷映射顏色點(diǎn)位于輸出設(shè)備光譜色域之內(nèi)還是之外的方法如下：

將M點(diǎn)的光譜平面坐標(biāo)點(diǎn)M(C_o,p₁)與p₁軸的中心點(diǎn)E連接，并延長成一直線，該直線與LBD線性邊界相交于點(diǎn)H(C'_o,p'₁)，若C_o＜C'_o且p_min＜p'₁＜p_max，則M點(diǎn)位于打印機(jī)光譜色域之內(nèi)，否則就位于打印機(jī)光譜色域之外,

步驟六：對超出輸出設(shè)備光譜色域的圖像光譜顏色點(diǎn)采用LSLINceLmax色域壓縮算法進(jìn)行映射處理；

步驟六中，包括如下步驟：

步驟6-1：利用基于LMS-PCA空間內(nèi)LSLINceLmax色域壓縮，將超輸出設(shè)備光譜色域的待映射光譜圖像顏色點(diǎn)映射到輸出設(shè)備光譜域內(nèi)，基于LMS-PCA空間內(nèi)LSLINceLmax色域壓縮是在傳統(tǒng)LSLIN算法的基礎(chǔ)上，加入輸出設(shè)備光譜色域明度中值影響以及待映射光譜圖像明度最大值影響，同時(shí)對待映射光譜圖像光譜顏色點(diǎn)的光譜彩度和光譜明度進(jìn)行壓縮，從而完成較高精度的映射過程，其光譜映射表達(dá)式為：

式中，C_r為映射后輸出圖像的光譜彩度值，C_r(max)為輸出設(shè)備光譜色域的最大光譜彩度值，C_o為待映射光譜圖像的光譜顏色點(diǎn)彩度值，C_o(max)為待映射光譜圖像色域的最大光譜彩度值，p_r為映射后輸出圖像的光譜明度值，p₁為待映射光譜圖像的光譜顏色點(diǎn)明度值，center為待映射光譜圖像光譜顏色點(diǎn)對應(yīng)的等色相面光譜明度軸中心點(diǎn)的明度值，ceLmax為待映射光譜圖像的最大明度值Lmax與center的加權(quán)函數(shù)，

步驟6-2：ceLmax表達(dá)式如下：

式中，Lmax為待映射光譜圖像的最大明度值，cc、dd以及hh為常數(shù)，cc的取值范圍為-15到15，dd的取值范圍為0到10，而hh取的取值范圍為1到3，

步驟七：基于映射處理得到的LMS-PCA空間內(nèi)的顏色數(shù)據(jù)進(jìn)行光譜重構(gòu)。