色域边界描述算法研究方案
色域的概述
色域概述
--> 色度与膜厚的关系
ｓｘ
ｓｙ
ＬＹ
G
ｓｘ
R
膜厚 ｓｙ
膜厚 ＬＹ
膜厚
膜厚
膜厚
膜厚
ｓｘ
ｓｙ
ＬＹ
B
膜厚
膜厚
膜厚
色度坐标系
色域概述
--> 色度与膜厚的关系
ｓｙ
R
膜厚
注：图中红色箭头的指向是膜厚增加的方向
色度坐标系
色域概述
--> 色度与膜厚的关系
ｓｙ
R
b
a
c
膜厚
色度坐标系
注：1.当测量点的实际色度值在线上（a点）时，此时色度值随膜厚的增加其y值是不变的； 2.当测量点的实际色度值在线的上方（b点）时，此时色度值随膜厚的增加其y值是减小的； 3.当测量点的实际色度值在线的下方（c点）时，此时色度值随膜厚的增加其y值是增加的；
所有的光谱色在色坐标上为一马蹄形曲线，该图称为 CIE1931色坐标。在图中红（R）、绿（G）、蓝（B）三基 色的色度坐标点为顶点，围成的三角形内的所有颜色的所有 颜色可以由三基色按一定的量匹配而成。
国际照委会制定的CIE1931色度图如右图。色度图中 的弧形曲线上的各点是光谱上的各种颜色即光谱轨迹，是光 谱各种颜色的色度坐标。红色波段在图的右下部，绿色波段 在左上角，蓝紫色波段在图的左下部。图下方的直线部分， 即连接400nm和700nm的直线，是光谱上所没有的、由紫 到红的系列。靠近图中心的C是白色，相当于中午阳光的光 色，其色度坐标为x＝0．3101，y＝0．3162。
色域概述
制作者：XXX 制作日期：XXX
色域概述
色域概念 光的三原色 光谱刺激值 色度坐标 色度与膜厚的关系
ITU标准化超高清电视色域、动态范围转换方法跟踪研究
1 引言目前适配于超高清的节目内容数量较少，有很大一部分超高清节目需通过转换技术，才能满足超高清电视节目的制作及播出需求。
为了达到更舒适的人眼视觉效果，各种转换算法应运而生。
图像域的转换包括：HDTV向UHDTV、709色域向2020色域、SDR向HDR节目的转换。
色域和各种映射曲线的改变最终都是为了使得图像更加鲜艳更加符合人眼视觉特性。
本文介绍了ITU标准化的超高清色域、动态范围转换方法。
准ITU-R BT.709中规定的色域（又称Rec.709或sRGB）仅覆盖了Rec.2020的35.9%。
因此超高清电视显示出更丰富的色彩，如高密度橘色和深绿色等。
色域面积的提升使得整个图像的色彩层次呈现出指数型增加，各个色块之间的过渡也变得更为自然。
2.3 色域转换基本思路色域映射技术可以被分为两类：一类是将大色域映射到小色域，称之成同一种颜色；而空间色域映射考虑了其相邻像素的信息，用这种算法同一种源颜色可能会根据其临近像素的不同被映射成不同的目标颜色。
3 HDR3.1 定义动态范围是一个场景的最大亮度和最小亮度的比值，亮度单位一般用坎德拉每平方米（cd/m2），通常叫做摘要：超高清电视技术日趋成熟，但超高清节目内容却依旧内容不足。
目前仍有很大一部分4K超高清视频内容，尤其是HDR内容，是通过各种转换技术生成的。
本文对ITU标准化组织发布的超高清电视在色域、动态范围方面的转换算法进行了跟踪研究。
关键词：动态范围 标准化转换 ITU 色域* 本文受国家广播电视总局广播电视科学研究院2019年度广播电视科学研究院基本科研业务费课题（项目编号：JBKY2019007）资助39. . 40尼特（nit）。
自然界的动态范围很广，一般可以从10-6nit 到109nit，亮度范围可以到1015:1。
人眼在无瞳孔调节的情况下，可以感知到的典型动态范围是105:1。
由于受到传输设备等条件的限制，现有的电视系统一般是标准动态范围SDR 系统，最高亮度只能达到100nit，动态范围一般是103:1。
色域映射
1
色域映射算法介绍
刘攀 132342091
Saturday, March 28, 2020
2
概念：（1）色域（图像色域、设备色域、色空间色域） （2）色域边界 （3）色域映射
背景： 目的： 准则：（1）ManDonald 提出的色域映射准则
（2）Stone 提出的色域映射准则 分类：从人眼视觉感受出发：相对色度、绝度色度、饱和度优先、感
在实际应用中，HPMinΔE 算法和SGCK算法被CIE推荐为评价色域映射新算 法时的比较对象。
Saturday, March 28, 2020
9
• 以上算法大多属于设备到设备之间的映射，也是逐点色域映射（PGMA），它 追求像素点的准确性，但是没有考虑到图像内容和像素点空间位置关系在映射 过程中带来的影响。
向着目标色域彩度最大(CUSP) 对应的亮度点进行压缩
Saturday, March 28, 2020
8
在视觉评价实验中，总体效果同时压缩要比顺序压缩好。但深色区域和消色轴 上同时压缩对明度压缩过度，则会导致该区域颜色信息丢失过多，导致复制效 果相对较差。
（3）自适应压缩：自适应算法结合上述两类算法的特点和优势，在深色和消 色区域，采用明度线性压缩，防止过多的压缩该区域颜色明度，在高彩度区 域采用同时压缩算法映射彩度和明度，以保持大部分的彩度信息。 SGCK、 GCUSP、CLLIN 和 CARISMA 等为代表
补偿算法、优化算法
Saturday, March 28, 2020
11
谢谢！
• 根据Stone 提出的色域映射准则：色貌之间的关系远比准确性更重要，注重图 像整体色貌而忽略个别颜色是可取的。
数字影像输出设备色域边界的插值计算方法
数字影像输出设备色域边界的插值计算方法
徐艳芳;刘文耀
【期刊名称】《光学精密工程》
【年(卷),期】2006(014)002
【摘要】提出了一种数字影像输出设备色域边界的插值计算方法,并对其精度进行了实验分析.基于CIELAB色空间中色域的连通性和三角形插值技术,该方法直接在CIELAB L*a*b*坐标中进行插值计算,得到有规律变化的色域边界点.对3个不同类型的输出设备进行了精度分析,采用386个采样点确定色域边界,296个检验点的色度值与实际输出色度值CIELAB色差△Eab的平均值/最大值分别为2.31/6.93、2.03/6.70和0.40/2.11,接近于各自设备机械稳定性引起的色差.此外,将色域表面映射为色域球,在色域球上进行插值三角形的预查找,使得插值三角形的确定时间由2.5 min缩短到10 s,降低了15倍.
【总页数】5页(P261-265)
【作者】徐艳芳;刘文耀
【作者单位】北京印刷学院,印刷与包装工程学院,北京,102600;天津大学,光电信息技术科学教育部重点实验室,天津,300072;天津大学,光电信息技术科学教育部重点实验室,天津,300072
【正文语种】中文
【中图分类】TP334.22;O432.3
【相关文献】
1.数字影像输出设备色彩性能分析 [J], 徐艳芳;刘浩学
2.基于球坐标及三角形插值的颜色信号色域映射算法 [J], 叶程;刘真;吴明光
3.分区最大化色域边界描述器的空区插值算法 [J], 朱明; 赵兴运
4.基于径向基函数插值的色域边界研究 [J], 王伟;侯文;陈国栋
5.带插值最小二乘法在打印机色域边界描述中的应用研究 [J], 杨露;刘真
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数字影像输出设备色域边界的插值计算方法
文章 编 号 １ ０ —２ Ｘ ２ ０ ） ２０ ６ － ５ ０ ４９ ４ （ ０ ６ ０ ２ １０
数字影像输 出设备色域 边界 的插值计算 方法
徐艳芳 ， 刘文耀
（．北京印刷学院 印刷与包装工程学院， １ 北京 １２０ ； ０６０ ２ ．天津大学 光电信息技术科学教育部重点实验室， 天津 ３０７） ００２
Ｂｅ ｉｇ １ ２ ０ ， ｈｎ ；２ ｉ ｎ ０ ６ ０ Ｃ ｉａ ．Ｋｅ ａ ｏａｏｙｏ Ｏ ｔ—ｌｔｏ ｉ Ｉ ｆ ｒ ａ ｉｎＴ ｃ ｎｃ ｌ ｃｅ ｃ 。 ｊ ｙＬ ｂ ｒｔｒ ／ ｐ ｏｅｅｒｎｃ ｎ ｏ ｍ ｔ ｅｈ ｉ ｉｎｅ ｏ ａ Ｓ ｉｎ ｉ ｎｖ ｒｉ ａ ｊｎＵ ｉｅｓｔ ｈ ｉｉ ｒ ｆ Ｅ ｕａ ｉｎ ｉｎ ｉ ０ ０ ２ ｈｎ ） ｙ，ｔｅ ｎｓ ｙ ｏ ｄ ｃ ｔ ，Ｔ ａ ｊｎ３ ０ ７ ，Ｃ ｉａ Ｍ ｔ ｏ
ｔｒｅｄ ｖ ｅ ｆｄｆ ｒｎ ｙ ｅ ，ａ ｄ ｔｅ ｍｅ ｎ ｍａ ｉ ｍ Ｃ Ｅ ＡＢ △ ｆｒ２ ６ ｔｓ ｓｍｐｅ ｒ ｈ ｅ ｅ ｉ ｓｏ ｉ ｅｅ ｔｔｐ ｓ ｎ ｈ ａ ／ ｘｍｕ Ｉ Ｌ ｃ ｆ Ｅ ｏ ９ ｅｔ ａ ｌｓｗｅｅ
２ ３ ／ ． ３ ２ ０ ／ ． Ｏ，ａ ｄ ０ ４ ／ ． ，ｒ ｓ ｅ ｔ ｅｙ，ｗｈ ｃ ｒ ｌｓ ｏ ｔ ｅｒｃ ｒ ｅ ｐ ｎ ｉｇ ｄ ｖｃ ． １ ６ ９ ，． ３ ６ ７ ｎ ． ０ ２ １ １ ｅｐ ｃｉ ｌ ｖ ｉｈ ｗｅｅ ｃｏ ｅ ｔ ｈ ｉ ｏ ｒｓ ｏ ｄｎ ｅ ｉｅ
摘要 ： 提出了一种数字 影像输 出设备色域边界 的插值 计算方法 ， 并对其精度进行 丁实验分析 基于 Ｃ Ｅ Ａ Ｉ Ｌ Ｂ色空间中色 域 的连通性和三角形插值技术 ， 该方法 直接在 Ｃ Ｅ ＡＢＬ＊ａ＊ｂ＊坐 标 中进 行插值 计算 ， 到有规 律变 化的色域边 界 ＩＬ 得
跨媒体复制中的色域映射
令 两 种 不 同设 备 的色 域 分 别 为 源 色 域 和 目标 色域 。颜 色 复制时， 如 果 目标 色 域 小 于 或 部 分 小 于 源 色 域 ， 为 减 小颜 色 失 真 ， 必 须 进 行 色 域 映 射 才 能 使 复 制 色 和 源 色 两 者 的色 貌 最 接
２ ． ２基 于 图像一 设 备 的色域 映射
这 类 映 射 充 分 考 虑 到 不 同 图 像 的 内容 、 类 型 或 者 某 些 特 征指标 ， 源 色 域 是 具 体 的 图像 的 色 域 。映射 时 主 要 保 持 图 像 的 彩 度 、阶 调 、 对 比度 或 空 间细 节 等 特 征 ， 能 够 有 效 减 少 失 真， 提高 映射质 量 ， 是 目前 色 域 映 射 发 展 的 重 要 方 向 。但 实
２ ０ １ ４ 年 第 ８ 期
信 息 通 信
Ｉ ＮＦ ＯＲＭ ＡＴ Ｉ ｏＮ ＆ Ｃ０Ｍ Ｍ ＵＮＩ ＣＡＴ １ ０ＮＳ
２Ｏ１ ４
（ 总第 １ ４ ０期）
（ Ｓ ｕ ｍ ．Ｎ ｏ １ ４ ０ ）
跨媒体复制中的色域映射 ・
华显立 ， 倪江楠 ， 贺军峰
（ 河南工 业职 业技术 学院， 河南 南阳 ４ ７ ３ ０ ０ ９）
源 设备色域 ， 此时 只需简单一一 对应的色域 映射 即可 ； （ ２ ） 目 标 设备色域 小于或部分 小于源设 备色域 。例如 ， 打 印机色域
普遍 小于显示 器色域 ， 导 致 部 分 颜 色 在 打 印 设 备 色 域 内无 法
４ 色域 映射 算法
４ ． １色域 裁切
色域裁切算法 是保持源色域在 目标色域内的颜色不变， 色
色域覆盖和色域容积换算关系
色域覆盖和色域容积换算关系1.引言1.1 概述概述部分的内容可以从以下几个方面展开：第一，介绍什么是色域覆盖和色域容积换算关系。
色域是指某个设备或者系统所能够显示或者记录的颜色范围，而色域覆盖则是指某个设备或者系统所能够覆盖的颜色范围。
色域容积换算关系则是指不同设备之间的色域容积之间的转换关系。
第二，解释为什么色域覆盖和色域容积换算关系是一个重要的话题。
色彩在我们的日常生活中扮演着非常重要的角色，尤其是在图像处理、摄影、电影制作等领域。
理解和掌握色域覆盖和色域容积换算关系能够帮助我们更好地理解和应用颜色，从而提高图像和影像的质量。
第三，提出本文的研究目标和意义。
本文旨在探讨色域覆盖和色域容积换算关系的基本概念和原理，并通过详细分析实际案例和实验数据，揭示不同色域之间的换算规律及其影响因素。
通过深入研究，我们可以为色域管理和颜色控制提供一定的理论指导，从而更好地应用于实际生产和创作中。
第四，概述本文的结构和内容安排。
本文将分为以下几个部分进行论述：首先介绍色域覆盖的基本概念和测量方法；然后详细分析色域覆盖的关键要点，包括颜色空间、亮度范围等因素的影响；接着介绍色域容积换算关系的原理和计算方法；最后进行总结，并提出未来研究的方向和展望。
通过对色域覆盖和色域容积换算关系的深入研究，我们可以更好地理解和应用颜色，为图像和影像处理提供更准确的参考和指导。
同时，对于色域管理和颜色控制的实践，我们可以利用色域覆盖和色域容积换算关系的知识进行更有效的操作和调整，从而提高产品质量和用户体验。
1.2文章结构1.2 文章结构本文将围绕着色域覆盖和色域容积换算关系展开讨论。
文章将分为三个主要部分，即引言、正文和结论。
在引言部分，我们将对整篇文章进行概述，简要介绍色域覆盖和色域容积换算关系的背景和重要性。
我们还会说明本文的目的，即深入探讨和分析色域覆盖和色域容积换算关系的要点。
接下来是正文部分，将分为四个小节。
首先，我们将详细介绍色域覆盖的要点1，探讨不同设备的色域范围以及对应的色彩表示能力。
基于色相角聚类的图像色域边界快速提取方法
基于色相角聚类的图像色域边界快速提取方法张建青;沈晓莹;田全慧;刘真【期刊名称】《包装工程》【年(卷),期】2017(38)3【摘要】目的基于色相角聚类的方法对图像像素进行排列,在此基础上提取图像色域边界,达到零误差快速提取图像色域边界。
方法在设备无关色空间的球坐标系中,依据指定颜色属性值的顺序,依次由大到小排列图像中的像素,按照边界点特征提取图像的色域边界点,在上述排列图像像素的基础上,进行"图像到设备"的色域映射。
结果对于实验选用图像,提出的方案可零误差取出图像的边界点,计算平均时间仅需2.6 s,用CIE推荐的局部最大值色域边界描述法(SMGBD)计算图像边界点,平均误差大于3ΔEab*,平均计算时间大于1 min;在色相角聚类排列图像像素的基础上进行的最小色差法色域映射,极大地提高了计算速度。
结论基于色相角聚类的图像色域边界点提取方法可以快速零误差提取图像边界点,在此基础上进行的色域映射计算,去掉了冗余计算,提高了计算速度,对实现从图像到设备的色域映射有重要意义。
【总页数】5页(P139-143)【关键词】色彩管理;色域边界描述;快速色域映射【作者】张建青;沈晓莹;田全慧;刘真【作者单位】上海理工大学;海洋环境保障中心【正文语种】中文【中图分类】TS801.3【相关文献】1.基于OpenCv快速提取背景光学图像主色的一种算法 [J], 蔡云骧;秦建飞;吴坚业;王运奇2.CORDIC迭代法快速计算LED显示屏色域边界 [J], 邓意成;王瑞光;陈宇;张鑫3.一种新的数字媒体图像色域边界判断算法 [J], 卢玲;林茂海;蒋永文4.基于色域分析的大雾图像特征提取与等级识别方法 [J], 苗开超; 罗希昌; 张淑静; 王飞; 周建平5.基于区域分割法的图像色域边界描述 [J], 冀利利;孔玲君;刘真;蒋振飞因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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1
色域边界描述算法研究方案
印刷光学工程专业 姜继春
指导老师 王晓红
一、引言
在彩色图像的跨媒体复制中，由于不同媒体有不同的色域，所以在大多数情况下
色域映射是不可避免的。不论采用何种映射算法，色域映射的第一步是确定有关媒体的
色域边界。在彩色图像的跨媒体复制过程中，色域边界的确定对于有效进行色彩复制至
关重要。目前描述色域边界算法的方法很多。
确定色域边界算法中，凸壳算法应用比较广泛，但研究表明，打印机色域通常是
非凸的，如Raja Balasubramanian and Edul Dalal对打印机色域进行了测量，发现部
分打印机色域并不一定是凸壳。因而 Balasubramanian and Dalal引入了一种“充气”
与“放气”方法。但是这个方法先要准确地选取色域内一点为参考点，并且色域的过分
膨胀可能导致某些内部点误认为色域边界点。 Cholewo and Love引入了alpha shapes
概念用于提取设备和图像色域边界，alpha shapes 方法是凸壳算法的概括，也可应用
于非凸壳实体。参数α控制了要预期得到的色域外壳。Cholewo and Love通过实验得出，
最恰当的α值最好交互并不断观察得到，因而α参数的选取不过不当，得到的色域不准
确。针对现有算法的不足，又提出一种新的区域子分方法。 区域子分算法用于提取打
印机和图像的色域。克服了以前凸壳算法对于打印机色域非凸性 的限制，通过实验得
知，区域子分算法可以很好地描述色域边界。一般取n=16，如要求精度更高，可以增大
n 值。用于计算图像色域边界时，由于各个图像色域差别很大，不像打印机色域那么规
则，所以在进行区域子分时可以考虑对Lab空间不均匀划分，对样本点集密集区增加等
分子区域数，得到的色域更真实。
其他算法如Zernike多项式结合径向基函数插值法表示色域映射的边界的方法。B
样条曲线通过确定打印机和图像色域边界点，利用几何方法快速构造色域外壳，对设备
2
色域进行描述，并对色域及其剖面进行真彩色可视化。本文在针对前人研究的基础上提
出了用曲面拟合来表示色域边界的方法，通过对色域边界体积以及某一明度下的面积的
描述与计算与区域分割方法（SMGBD）进行比较，作出评价，找出更好描述色域边界的
算法。
3
二、研究方案（方法，过程）
Epson7910打印机色彩管
ECI2002色表数据
色域边界的仿真模拟
曲面拟合
色域边界评价目标
色域体积V
边界面积S
数据分析
实验结果对比与评价分析
当前主流色域
边界描述算法
仿真结果总结
4
三、仿真结果
1、针对色域边界体积的评价（包括建立的色域边界图）
曲面拟合建立的色域边界图 SMGBD建立的色域边界图
表1 两种方法色域边界体积
色域边界描述方法 曲面拟合
SMGBD
色域边界体积
2、不同明度下两种方法色域面面积的评价
A、明度L=25时两种方法色域边界
曲面拟合建立的色域边界面图
SMGBD建立的色域边界面图
B、
明度L=50时两种方法色域边界
······
C、
明度L=75时两种方法色域边界
5
······
色域边界描述方法
明度
L=25 L=50 L=75
曲面拟合
SMGBD
四、结果评价与结论
6
参考文献
[1] Jan,Morovic.&M. Ronnier,Luo. Calculating Medium and Image Gamut Boundaries for Gamut
Mapping.2000
[2] A method for quantifying the color gamut of an output device
[3] Calculation of Color Gamuts Based on the Neugebauer Model--by Marc Mahy
[4] Defining colour gamut boundaries with a test target--by Phil Green
[5] Evaluation of Gamut Boundary Descriptors--by Arne M. Bakke, Jon Y. Hardeberg, and Ivar
Farup Gjøvik--
[6] Gamut boundary determination using alpha-shapes--by Tomasz J. Cholewo and Shaun Love
Lexmark.
[7] Color Gamut Boundaries in CIELAB Space--by HenryR.Kang.2003
[8] The Quickhull Algorithm for Convex Hulls--by C. BRADFORD BARBER ,DAVID P. DOBKIN
&HANNU HUHDANPAA
[9]Three-Dimensional Alpha --by HERBERT EDELSBRUNNER and ERNST P.MUCKE
[10] Color Gamut Characterization via Ray Tracing for Device Profile Generation --byDmitri
A. Gusev NexPress Solutions LLC Rochester
[11]Visualization and Interactive Manipulation of ColorGamuts--by varFarup,JonY.
Hardeberg,ArneM.Bakke,StåleKopperud,and Anders Rindal Gjøvik.
[12]Description of ColorGamutsof Desktop ColorPrinters--by XuYanfang Liu Wenyao