基于视觉评价模型的色域匹配算法

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1、２００８年１０月西安电子科技大学学报（自然科学版）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基于视觉评价模型的色域匹配算法王义峰，罗雪梅，曾平（西安电子科技大学计算机学院，陕西西安７１００７１）摘要：针对跨设备再现色彩时色域不匹配的问题，提出一种符合视觉感知的色域匹配算法．首先基于色域匹配的主观评价定义了一种视觉评价模型，并验证了它与主观评价结果的一致性；然后以该模型为指导，考虑图像的色彩和空间统计特征，采取分治策略并构造匹配融合模型实现色域映射．实验表明该算法获得的图像匹配结果较传统算法在颜色相似度和细节保持方面均有明显的提高．关键

2、词：色彩管理；色域；色域匹配；视觉系统中图分类号：ＴＰ３０１．６文献标识码：Ａ文章编号：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色域是指设备、图像或色彩空间所能表示的颜色集合．输入、输出设备的色域存在显著差异，在多个设备间保持图像颜色的一致就必

5、须进行色域匹配，既要将图像色域中的颜色全部映射进设备色域，又要尽量保持原始彩图的视觉效果．因此色域匹配是色彩输入输出系统中的一项核心运算．［１，２］目前的色域匹配算法可分为３类：第１类算法采用输入、输出设备色域作为匹配参数，算法与图像内［３］容无关，会导致图像细节或整体的色彩对比度损失．第２类算法引入了图像统计特征，图像降质的问题有［４］所改善．最近提出的考虑图像色彩空间分布特征的匹配算法是第３类，这类算法理论上可以获得更佳的匹配效果，但目前尚存在一些问题，如算法基于主观假设、迭代运算量大等，难以实际应用．通过分析观察者对图像对的比较过程，笔者提出了色域匹配的视觉评价模型，并以该模型为指导设

6、计了一种色域匹配算法．该算法考虑了图像色彩的空间分布特征，分两步对图像进行处理：首先进行裁剪匹配以保证图像整体色差损失最小化；接着自动识别图像因裁剪而损坏连续性的区域，并对原图像的该区域重新执行压缩匹配来保证图像细节．１色域匹配的视觉评价模型１．１视觉评价模型目前，色域匹配结果的客观评价多采用色差公式，设狌０表示ＣＩＥＬＡＢ空间待匹配的原始图像，其大小为收稿日期：２００７１２０４基金项目：国家部委预研项目资助（４１３１６０５０１）；西安电子科技大学研究生创新基金资助（０５００８）作者简介：王义峰（１９７７），男，讲师，西安电子科技大学博士研究生，Ｅｍａｉｌ：ｙｆｗａｎｇ＠ｘｉｄｉａｎ

7、．ｅｄｕ．ｃｎ．第５期王义峰等：基于视觉评价模型的色域匹配算法８７９犕×犖，狌为色域匹配后获得的图像，狋０，狋分别表示狌０和狌中的对应像素，则两图像间的平均色差为犕犖１犈＝犕犖∑∑狋０－狋，犻＝１犼＝１其中·表示２范数．通常认为犈越小，图像的匹配效果越接近于原图．实际上色差公式仅适用于比较颜色单一色块间的相似性，而图像往往内容丰富，存在明显的纹理和几何特征，因此以色差公式为评价标准的评价结果往往与人的视觉感知