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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
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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。
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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
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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
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······
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
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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