顯示器色彩特性分析及色彩空間轉(zhuǎn)換技術研究.pdf

1、為了實現(xiàn)開放式印刷系統(tǒng)、電子出版及網(wǎng)絡出版系統(tǒng)中精確地色彩傳遞和再現(xiàn),國際色彩聯(lián)盟(International Color Consortium簡稱ICC)制定了ICC色彩管理標準。彩色顯示器是印刷領域印前系統(tǒng)中重要的組成部分,它的呈色性能、色彩空間轉(zhuǎn)換模型精度直接影響彩色圖像的顯示效果；另一方面,為了將顯示屏幕用于印刷系統(tǒng)的軟打樣,實現(xiàn)真正意義上的“所見即所得”,就要對顯示器色彩特性以及色彩空間轉(zhuǎn)換模型進行深入系統(tǒng)地研究。論文在對色彩

2、管理技術的原理、方法、流程、關鍵技術進行綜合分析的基礎上,對顯示器色彩測試系統(tǒng)進行了設計,提出了從改善采樣點空間分布均勻性的角度,來表征輸入輸出的非線性關系,以提高特征化變換精度的思想,設計了兩端細分中間均勻和基于LOG函數(shù)變換的測試色靶。通過實驗對顯示器的色域、通道獨立性、空間均勻性、時間均勻性、磷粉恒常性、液晶屏幕的視角、“黑點”對色彩校正的影響以及顯示與印刷效果的對比等進行了研究；采用極差理論分析了伽瑪值、亮度、色溫對輸出效果的影

3、響規(guī)律,以此為基礎提出采用自適應動態(tài)伽瑪改善圖像效果的思想,并給出了相應的調(diào)整流程。建立了增加多項式項數(shù)、常數(shù)項和擴展項的顯示器色彩非線性回歸轉(zhuǎn)換模型,以解決轉(zhuǎn)換精度問題、誤差局部極大或極小問題以及高階回歸出現(xiàn)的精度調(diào)節(jié)能力下降的問題；并通過改變模型的輸出色彩空間分別實現(xiàn)了多項式RGB到XYZ和Lab的轉(zhuǎn)換,轉(zhuǎn)換精度明顯提高。在實現(xiàn)顯示器三維查找表模型轉(zhuǎn)換的過程中,設計了三棱柱和四面體的插值算法,比較了四種幾何體插值算法的轉(zhuǎn)換精度,結果

4、表明：隨著立方體不斷細分,模型轉(zhuǎn)換精度越來越高,色差都小于3,在人的視覺不敏感范圍內(nèi)。研究了數(shù)字驅(qū)動值與顯示器亮度參數(shù)的關系,改變傳統(tǒng)階調(diào)為指數(shù)曲線的的描述方法,使用二次多項式進行擬合,建立了基于階調(diào)/矩陣的顯示器特征化模型；在轉(zhuǎn)換誤差較大的情況下,將求解特征矩陣的特征點由最大點轉(zhuǎn)變?yōu)橹虚g點,使最終得到的階調(diào)/矩陣模型轉(zhuǎn)換色差大幅度降低,轉(zhuǎn)換精度得以提高。建立了RGB到Lab和Lab到RGB的正反變換BP神經(jīng)網(wǎng)絡模型,探索了反變換過程中

5、色差的估算辦法；通過多重訓練比較,研究了正反轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡的最佳層及單元數(shù)目,采用結構分解減小了網(wǎng)絡規(guī)模,提高了訓練速度；合理選擇基于LOG函數(shù)的訓練樣本、檢驗樣本和均勻訓練樣本進行比較,最終使BP神經(jīng)網(wǎng)絡實現(xiàn)顯示器色彩空間正反轉(zhuǎn)換模型的精度達到了比較高的要求；同時提出了基于神經(jīng)網(wǎng)絡正向變換和查表方案相結合的Lab到RGB的反向變換方法,使正向神經(jīng)網(wǎng)絡模型的應用得到了進一步拓展,實驗驗證了方法的可行性和有效性。通過以上的研究,使用這些方法實現(xiàn)