数码摄影中打印机色彩管理系统的设计与实现

摘要

目前，数字成像技术已经发展的十分成熟，在摄影行业，传统的胶片成像已经逐步淘汰。在数码照片输出方面，早期使用数码冲印技术来获得相片，而随着近年来彩色喷墨打印机的成像技术突飞猛进，其打印质量已经可以与数码冲印技术相媲美。
　　在一些商业摄影与专业摄影领域，很多摄影师开始选择用彩色喷墨打印机来输出数码照片。由于打印机色彩的设备相关性，其色彩再现并不准确，需要色彩管理技术来控制色彩的转换。目前较为通用的色彩管理技术是国际色彩联盟（ICC）制订的色彩管理规范，通过引入设备无关色彩空间来实现色彩的跨设备再现过程。
　　在实际应用中，大部分色彩管理软件仅对打印机的彩色特性进行校正，而并未考虑图像的彩色特征，使得色域匹配算法不能根据图像的色彩特征进行针对性的选择。单纯的使用压缩算法，将会大幅降低输出照片的色彩饱和度；单纯的使用剪裁算法，将使一些大面积高饱和色区域的细节损失。对于数码照片来讲，这一问题使打印输出的照片饱和度与色彩过渡得不到最优的表现。
　　本文通过对影像行业数码照片打印输出的需求分析，在充分考虑彩色数码照片色彩特征的基础上，提出了一种基于图像彩色特征的色域匹配算法，并设计出一套符合ICC规范的打印机色彩管理系统。提出的新算法基于内核不变CUSP算法的原理，采用变内核区域思路，在PCS空间中，将CUSP算法的内核区域大小分为5个级别，通过统计数码照片的彩色特征信息，自动匹配相应的内核大小参数。在进行图像输出时，本文设计的色彩管理系统将根据图像的色彩统计特征选择适合的渲染目的并写入彩色特性文件（Profile）。彩度比较大的照片适用比较大的内核，彩度比较小的照片适用比较小的内核，从而使一些饱和度较高的风光、广告类照片输出后依然可以保持较高的饱和度，一些中低彩度的肖像、写真类照片输出后可以保持较好的色彩过渡。

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第一章 绪论

1.1 打印机色彩管理应用需求

1.2 国内外研究现状

1.3 论文实现目的及结构

第二章 基础理论

2.1 CIE 色度学

2.2 ICC 色彩管理规范

2.3 打印机色彩再现方式及存在的问题

2.4 基于 ICC 规范的打印机色彩校正方法

第三章 针对数码摄影的打印机色彩管理技术研究

3.1 数码相机成像原理

3.2 数码照片打印中存在的问题

3.3 打印机成色原理与彩色特性分析

3.4 适应数码摄影的色域匹配算法研究

3.5 打印机校正样本集

3.6 打印机彩色特性文件的生成

第四章 系统设计与实现

4.1 应用需求分析

4.2 系统框架设计

4.3 模块实现过程

4.4 软件测试与结果分析

第五章 结束语

5.1 总结

5.2 后续研究与展望

致谢

参考文献