基于視覺評價模型的色域匹配算法

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1、２００８年１０月西安電子科技大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版）Ｏｃｔ．２００８第３５卷第５期犑犗犝犚犖犃犔犗犉犡犐犇犐犃犖犝犖犐犞犈犚犛犐犜犢Ｖｏｌ．３５Ｎｏ．５基于視覺評價模型的色域匹配算法王義峰，羅雪梅，曾平（西安電子科技大學(xué)計算機(jī)學(xué)院，陜西西安７１００７１）摘要：針對跨設(shè)備再現(xiàn)色彩時色域不匹配的問題，提出一種符合視覺感知的色域匹配算法．首先基于色域匹配的主觀評價定義了一種視覺評價模型，并驗(yàn)證了它與主觀評價結(jié)果的一致性；然后以該模型為指導(dǎo)，考慮圖像的色彩和空間統(tǒng)計特征，采取分治策略并構(gòu)造匹配融合模型實(shí)現(xiàn)色域映射．實(shí)驗(yàn)表明該算法獲得的圖像匹配結(jié)果較傳統(tǒng)算法在顏色相似度和細(xì)節(jié)保持方面均有明顯的提高．關(guān)鍵

2、詞：色彩管理；色域；色域匹配；視覺系統(tǒng)中圖分類號：ＴＰ３０１．６文獻(xiàn)標(biāo)識碼：Ａ文章編號：１００１２４００（２００８）０５０８７８０５犆狅犾狅狉犵犪犿狌狋犿犪狆狆犻狀犵犪犾犵狅狉犻狋犺犿犫犪狊犲犱狅狀狏犻狊犻狅狀犲狏犪犾狌犪狋犻狅狀犿狅犱犲犾犠犃犖犌犢犻犳犲狀犵，犔犝犗犡狌犲犿犲犻，犣犈犖犌犘犻狀犵（ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＸｉｄｉａｎＵｎｉｖ．，Ｘｉａｎ７１００７１，Ｃｈｉｎａ）犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｔｏｓｏｌｖｅｇａｍｕｔｍｉｓｍａｔｃｈｐｒｏｂｌｅｍｓｉｎｃｏｌｏｒｒｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎａｃｒｏｓｓｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄｅｖｉｃｅ

3、ｓ，ａｎｅｗｃｏｌｏｒｇａｍｕｔｍａｐｐｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｆｉｒｓｔ，ｂｙａｎａｌｙｚｉｎｇｔｈｅｓｕｂｊｅｃｔｉｖｅａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓ，ａｇａｍｕｔｍａｐｐｉｎｇｅｖａｌｕａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｖｉａｈｕｍａｎｖｉｓｉｏｎｓｙｓｔｅｍｉｓｄｅｆｉｎｅｄ，ａｎｄｔｈｅｉｒｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｅｉｓｐｒｏｖｅｄ．Ｔｈｅｎｕｎｄｅｒｔｈｅｇｕｉｄａｎｃｅｏｆｔｈｅｍｏｄｅｌａｎｄｂｙｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｂｏｔｈｉｍａｇｅｃｏｌｏｒｓａｎｄｉｍａｇｅｓｐａｔｉａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ａｄｉｖｉｄｅａｎｄｃｏｎｑｕｅｒｓｃｈｅｍｅｉｓｅｍｐｌｏ

4、ｙｅｄａｎｄａｍａｐｐｉｎｇｆｕｓｉｏｎｍｏｄｅｌｉｓｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｔｏｉｍｐｌｅｍｅｎｔｔｈｅｍｅｔｈｏｄ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄａｌｇｏｒｉｔｈｍｈａｓｏｂｖｉｏｕｓａｄｖａｎｔａｇｅｏｖｅｒｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｏｎｅｓ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙｉｎｃｏｌｏｒｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅａｎｄｉｍａｇｅｄｅｔａｉｌｓ．犓犲狔犠狅狉犱狊：ｃｏｌｏｒｍａｎａｇｅｍｅｎｔ；ｇａｍｕｔ；ｇａｍｕｔｍａｐｐｉｎｇ；ｈｕｍａｎｖｉｓｉｏｎｓｙｓｔｅｍ色域是指設(shè)備、圖像或色彩空間所能表示的顏色集合．輸入、輸出設(shè)備的色域存在顯著差異，在多個設(shè)備間保持圖像顏色的一致就必

5、須進(jìn)行色域匹配，既要將圖像色域中的顏色全部映射進(jìn)設(shè)備色域，又要盡量保持原始彩圖的視覺效果．因此色域匹配是色彩輸入輸出系統(tǒng)中的一項(xiàng)核心運(yùn)算．［１，２］目前的色域匹配算法可分為３類：第１類算法采用輸入、輸出設(shè)備色域作為匹配參數(shù)，算法與圖像內(nèi)［３］容無關(guān)，會導(dǎo)致圖像細(xì)節(jié)或整體的色彩對比度損失．第２類算法引入了圖像統(tǒng)計特征，圖像降質(zhì)的問題有［４］所改善．最近提出的考慮圖像色彩空間分布特征的匹配算法是第３類，這類算法理論上可以獲得更佳的匹配效果，但目前尚存在一些問題，如算法基于主觀假設(shè)、迭代運(yùn)算量大等，難以實(shí)際應(yīng)用．通過分析觀察者對圖像對的比較過程，筆者提出了色域匹配的視覺評價模型，并以該模型為指導(dǎo)設(shè)

6、計了一種色域匹配算法．該算法考慮了圖像色彩的空間分布特征，分兩步對圖像進(jìn)行處理：首先進(jìn)行裁剪匹配以保證圖像整體色差損失最小化；接著自動識別圖像因裁剪而損壞連續(xù)性的區(qū)域，并對原圖像的該區(qū)域重新執(zhí)行壓縮匹配來保證圖像細(xì)節(jié)．１色域匹配的視覺評價模型１．１視覺評價模型目前，色域匹配結(jié)果的客觀評價多采用色差公式，設(shè)狌０表示ＣＩＥＬＡＢ空間待匹配的原始圖像，其大小為收稿日期：２００７１２０４基金項(xiàng)目：國家部委預(yù)研項(xiàng)目資助（４１３１６０５０１）；西安電子科技大學(xué)研究生創(chuàng)新基金資助（０５００８）作者簡介：王義峰（１９７７），男，講師，西安電子科技大學(xué)博士研究生，Ｅｍａｉｌ：ｙｆｗａｎｇ＠ｘｉｄｉａｎ

7、．ｅｄｕ．ｃｎ．第５期王義峰等：基于視覺評價模型的色域匹配算法８７９?fàn)汀翣?，狌為色域匹配后獲得的圖像，狋０，狋分別表示狌０和狌中的對應(yīng)像素，則兩圖像間的平均色差為犕犖１犈＝犕犖∑∑狋０－狋，犻＝１犼＝１其中·表示２范數(shù)．通常認(rèn)為犈越小，圖像的匹配效果越接近于原圖．實(shí)際上色差公式僅適用于比較顏色單一色塊間的相似性，而圖像往往內(nèi)容豐富，存在明顯的紋理和幾何特征，因此以色差公式為評價標(biāo)準(zhǔn)的評價結(jié)果往往與人的視覺感知