采用人眼视觉匹配实现跨媒体颜色再现方法研究

进入数字时代以来，实现跨媒体颜色再现的色彩管理成为彩色图像设备、操作系统及各种图像图形软件的一项重要技术，随着图像设备应用范围扩大和色貌模型的研究，色彩管理仍是颜色领域及相关行业研究的重点。基于色彩管理需要测量仪器，其技术又以人眼视觉为依据的事实，项目提出采用人眼直接匹配显示器与其它设备实现跨媒体颜色再现方法。具体研究内容包括：（1）采用人眼实现颜色再现方法研究，包括最佳匹配颜色、人眼通过显示器实现对其它设备的特性化和色域边界确定、特性化逆变换等；（2）CIECAM02模型在颜色再现中的应用；（3）提出方法的关键技术研究；（4）利用跨媒介对应色数据开展色貌模型研究。提出的方法不仅满足各种大众用户应用需求，而且在此平台可以开展色貌及图貌模型的应用研究。对我国开发具有自主知识产权数字彩色设备及软件产业有重要作用，对扩展人眼视觉在颜色科学与技术的应用有重要的科学意义。

国际流行的色彩管理系统软件是为行业内专业人员实现跨媒体颜色再现使用，一般需要专业测量器材。随着数字媒体的普及，以及照明和观察环境范围的扩大，需要一种方便大众使用色彩管理系统。项目以利用人眼实现跨媒体颜色再现方法为研究内容，以桌面显示器、打印机、照相机和投影仪数字设备为研究对象，重点以“从显示器到打印机”和“从照相机到显示器”颜色再现为应用研究内容。取得重要成果包括：（1）建立了利用人眼实现跨媒体颜色再现方法的理论模型，实验结果证明了理论的可行性。这一模型的特点在于：是一种普适模型，适用于任意两种媒体；适应于两种媒体任意的照明与观察环境；在这一模型上可以开展各种复杂照明与观察环境下度量颜色的色貌模型的研究。（2）在我们已经提出人眼颜色特性化显示器理论的基础上，完成了特性化精度提高和技术实现。（3）在完成影响照相机颜色特性化精度研究的基础上，提出并完成了使用通用X-rite色卡在自然光照明条件下特性化照相机的理论与方法，在自然光照明环境下，不使用仪器测量的特性化精度从3.55 CMC (1:1)提高到2.63 CMC(1:1)色差单位，特性化精度接近于采用仪器的国际水平1.98 CMC (1:1)色差单位，达到了实际应用水平。（4）提出并完成了利用照相机与通用X-rite色卡测量照明光源光谱的理论与技术，为大众利用普通照相机实现色彩管理系统的发展提供了理论与方法。（5）完成了“从显示器到打印机”、“从照相机到显示器”颜色再现中最关键技术“颜色匹配”最少色块数研究，得到分别数30和24色块。（6）进行了“从显示器到打印机”、“从照相机到显示器”颜色再现研究，开发了相应的软件“利用人眼调节显示器与目标色匹配软件”和“利用人眼视觉匹配实现跨媒体颜色再现方法之目标图像颜色校正软件”。. 项目提出颜色再现的理论与方法，不仅可以摆脱使用测量器材对普通用户使用的不方便，更重要的是拓展了色度学解决应用的一种方式。早期的颜色评价依赖于人眼，色度学的建立以及色度测量仪器的出现实现了颜色的客观评价，成为了国际标准。但是，随着颜色应用的发展，度量孤立色的传统色度学发展到度量复杂照明和观察环境下的现代色度学，对解决跨媒体颜色再现应用需求提出了挑战，项目提出直接利用人眼解决的方法，回到了颜色评价最终的归宿是人眼的原点，具有重要的科学意义。