Хант Р.В.Г. Цветовоспроизведение

Подождите немного. Документ загружается.

Обратный шаг 12

Вычисление:

YRYGYBY

cc c c

=++0 43231 0 51836 0 04929...

и, следовательно:

()YY R

()YY G

()YY B

Обратный шаг 13

Вычисление:

[]

()() (/)

YY R YY R DR R D

YY R YY G DG G

cccwrw

=+-

[]

[][]

=+-

YY B YY B DB B D

() () (/)

cccwrw

Если

()YY B

< 0

, то

()

YY B

должно быть меньше 0.

Обратный шаг 14

Вычисление:

=++YYRYGYYBY

0 43231 0 51836 0 04929

...()

()

(/ )

11-

Обратный шаг 15

Вычисление:

¢¢

YY R

YY G

BFD

()

/(/)

()

BYY

11-

Обратный шаг 16

Умножение

¢¢

на

и получение

¢¢ ¢¢ ¢¢

XYZ

, плотно аппроксими

рующих XYZ.

Примечание: Величина

несколько отлична от Y, поскольку вместо YB используется

()

YY BY

, однако умно

жение на 0.04929 позволяет свести отличия к минимуму. Показатель

()( ) ()()

/(/) (/)

YY B Y Y YY BYY

pp p

cc c

111 11

, но поскольку Y и

очень близки друг к другу, а p редко когда отли

чен от 1.0 (по Аосветителю он равен 0.914), то

()( ) ()

/(/)

YY B Y Y YY B

cc c

111

, что необходимо для получения

корректных величин

35.24 ПРИМЕР РАБОТЫ CIECAM97S

Работу CIECAM97s мы продемонстрируем на примере образца, освещенного Стан

дартным Аосветителем, при четырех уровнях фотометрической яркости адаптирую

щего стимула (L

821

ГЛАВА 35 МОДЕЛЬ CIECAM97S

Входные данные:

Образец в тестовых условиях

x = 0.3618 y = 0.4483 Y = 23.93

Белый в тестовых условиях (тестовый белый)

= 0.4476 y

= 0.4074 Y

= 90.0

Фон в тестовых условиях

= 0.4476 y

= 0.4074 Y

= 18.0

Белый в эталонных условиях (эталонный белый)

= 1/3 y

= 1/3 Y

= 100

Фотометрическая яркость адаптирующего поля в

тестовых условиях (кд/м

)

: 2000 200 20 2

Окружение: среднее (малый образец)

= 1.0; c = 0.69; F

= 1.0; N

= 1.0

Коэффициент степени адаптации (D) задавался уровнем L

При вычислении ахроматического отклика (А) использовался коэффициент 2.05.

Прогноз по тестовому белому:

2000 200 20 2

Угол цветового тона (h)

41.8 57.4 58.8 59.5

Квадратура цветового тона (H)

28.3 50.0 52.0 53.0

Состав цветового тона (H

)

28Y72R 50Y50R 52Y48R 53Y47R

Светлота (J)

100.0 100.0 100.0 100.0

Субъективная яркость (Q)

70.1 52.7 37.9 26.8

Чистота цвета (s)

0.0 0.5 12.6 25.9

Насыщенность (С)

0.1 1.3 12.1 19.8

Полнота цвета (М)

0.1 1.3 10.8 15.7

Прогноз по образцу:

2000 200 20 2

Угол цветового тона (h)

190.2 190.0 183.5 175.7

Квадратура цветового тона (H)

239.7 239.4 229.9 218.2

Состав цветового тона (H

)

40B60G 39B61G 30B70G 18B82G

Светлота (J)

53.0 48.2 45.2 44.2

Субъективная яркость (Q)

45.8 32.3 22.3 15.5

Чистота цвета (s)

120.0 125.9 114.0 96.5

Насыщенность (С)

52.4 53.5 49.5 44.0

Полнота цвета (М)

58.8 53.5 44.1 34.9

822

ГЛАВА 35 МОДЕЛЬ CIECAM97S

Из приведенных выше данных видно, что:

— тестовый белый выглядит красноватожелтоватым (поскольку применен Стан

дартный Аосветитель), и его полнота цвета растет по мере падения уровня освещенно

сти, поскольку полнота адаптации при этом снижается;

— образец — синезеленый; чистота его цвета (s), насыщенность (С) и светлота (J)

остаются примерно постоянными при разных уровнях освещения, что указывает на

примерное постоянство визуальной освещенности;

— как и ожидалось, субъективная яркость (Q) тестового белого и образца, а также

полнота цвета образца (М) падают по мере снижения уровня освещения, но светлота (J)

у тестового белого остается неизменной (100) и более или менее постоянной у образца.

На рис. 35.16 даны графики динамики субъективной яркости, светлоты и полноты

цвета.

823

ГЛАВА 35 МОДЕЛЬ CIECAM97S

Рис. 35.16 Предикторысубъективной яркости, светлоты и полноты цвета по рабочим образцам.

35.25 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ИНВЕРТИРОВАННЫХ МОДЕЛЕЙ

В инвертированном виде модели цветового восприятия находят применение в раз

ных ситуациях, к примеру: они позволяют учесть отличия в условиях просмотра (и

прочих параметрах воспроизведения) изображений, визуализированных разными

устройствами.

На рис. 35.17 дана схема, демонстрирующая этапы цветорепродукционной цепи,

на которых подключаются модели цветового восприятия.

На первом этапе происходит конверсия сигналов устройства ввода (например,

RGBсигналов сканера) в аппаратнонезависимые колориметрические величи

ны (например, трехстимульные значения — XYZ). Выполняется с помощью дан

ных колориметрической характеризации этого устройства.

На втором этапе с помощью той или иной модели цветового восприятия выполня

ется конверсия колориметрических величин в величины перцепционные (в част

ности: корреляты цветового тона, светлоты и насыщенности либо цветового тона,

субъективной яркости и полноты цвета). В расчетах учитываются яркостная

адаптация наблюдателя в условиях просмотра оригинала, хроматическая адапта

ция, эффекты фона и окружения, а также ряд когнитивных факторов.

На третьем этапе выполняется учет отличий между цветовыми охватами ориги

нала и устройства вывода (включая тоновую компрессию), отличия между цве

товыми установками, а также эффекты пространственного масштабирования

изображения. Стоит отметить, что если несоответствия охватов нет и также нет

различия в цветовых установках, то по восприятию копия будет идентична ори

гиналу.

На четвертом этапе с целью получения согласованных колориметрических ве

личин (например, трехстимульных значений

¢¢¢

XYZ

) рассчитанные и обработан

ные ранее перцепционные корреляты используются в качестве входных данных

инвертированной модели. При этом учитываются яркостная адаптация наблю

дателя в условиях просмотра репродукции, его хроматическая адаптация, эф

фекты фона и окружения, а также ряд когнитивных факторов.

На пятом этапе при поддержке данных колориметрической характеризации

устройства вывода рассчитываются аппаратные сигналы этого устройства

(к примеру, площади заполнения поверхности растровыми элементами триа

ды — CMYK).

Узлы, которые предлагает к использованию Международный консорциум по цвету

(ICC), отмечены на рис. 35.17 полужирным.

Дальнейшее развитие ICCсистемы предполагает объединение входного PCS, моду

ля цветопередачи (RIM — Rendering Intent Module) и выходного PCS в единый Модуль

управления цветовоспроизведением (CMM — Color Management Module), в котором

гамутмэппинг и прочие процедуры цветокоррекции выполняются в цветовом перцеп

ционном пространстве (Kohler, 2000). Чтобы эта идея была осуществима, профайлы

устройств ввода и вывода должны нести в себе дополнительные данные, определяю

щие границы их цветового охвата (например, тэги, относящиеся к категории GBD —

gamut boundary description), а также данные об условиях просмотра.

Некоторые CMS позволяют сохранять информацию о стимулах, внегамутных ти



824

ГЛАВА 35 МОДЕЛЬ CIECAM97S

825

ГЛАВА 35 МОДЕЛЬ CIECAM97S

Рис. 35.17 Схема, демонстрирующая применение моделей цветового восприятия в работе циф



ровой цветорепродукционной цепи. Полужирным выделены элементы, реализуемые ICC.

пичному RGB, за счет применения отрицательных значений (Spaulding, Woolfe

и Giorgianni, 2000). Однако поскольку на практике возникают сложности с управле

нием отрицательными величинами, системы кодирования колориметрической ин

формации используют гипотетические кардинальные стимулы, охват которых вклю

чает в себя колориметрию всех возможных предметных стимулов.

ПРЕДМЕТНЫЕ ССЫЛКИ

Arend, L. & Reeves, A. J Opt. Soc. Amer. A. 3, 1743 (1986).

Attridge, G.G., Pointer, M.R. and Jacobson, R.E. J. Phot. Sci. 44, 187 (1997).

Bartleson, C.J. Die Farbe 28, 132 (1980).

Bartleson, C.J. Phot. Sci. Eng. 9, 174 (1965).

Baylor, D.A. Investig. Ophthalmol. 28, 34 (1987).

Boynton, R.M. and Whitten, D.N. Science 170, 1423 (1970).

Braun, K.M., & Fairchild, M.D. IS&T and SID’s 4th Color Imaging Conference: Color

Science, Systems, and Applications, page 214. IS&T, Springfield, Va., U.S.A. (1996).

Breneman, E.J. J. Opt. Soc. Amer. A. 4, 1115 (1987).

Estйvez, O. On the fundamental database of normal and dichromatic colour vision. Ph.D.

thesis, University of Amsterdam (1979).

Fairchild, M.D., IS&T and SID’s 2nd Color Imaging Conference : Color Science, Systems,

and Applications, page 9, IS&T, Springfield, Va., U.S.A. (1994).

Fairchild, M.D., and Berns, R.S., Color Res. Appl., 18, 178 (1993).

Fairchild, M.D. Color Res. Appl. 21, 338 (1996).

Fairchild, M.D. Color Appearance Models, AddisonWesley Longman, Reading,

Massachusetts, U.S.A. (1997).

Fairchild, M.D., and Berns, R.S. Color Res. Appl. 18, 178 (1993).

Helson, H., Judd, D.B. and Warren, M.H. Illum. Eng. 47, 221 (1952).

Hunt, R.W.G. J. Opt. Soc. Amer., 40, 362 (1950).

Hunt, R.W.G. J. Opt. Soc. Amer., 42, 190 (1952).

Hunt, R.W.G. J. Opt. Soc. Amer., 43, 479 (1953).

Hunt, R.W.G. Color Res. Appl. 7, 95 (1982).

Hunt, R.W.G. Color Res. Appl. 10, 12 (1985).

Hunt, R.W.G. Color Res. Appl. 12, 297 (1987).

Hunt, R.W.G. Color Res. Appl. 16, 146 (1991).

Hunt, R.W.G. Color Res. Appl. 19, 23 (1994).

Hunt, R.W.G. and Luo, M.R. Color Res. Appl. 19, 27 (1994).

Hunt, R.W.G. and Pointer, M.R. Color Res. Appl. 10, 165 (1985).

Hurvich, L.M. and Jameson, D. J. Opt. Soc. Amer. 41, 521 (1951).

Jameson, D. & Hurvich, L.M. Vision Res. 4, 135 (1964).

Kohler, T. IS&T and SID’s 8th Color Imaging Conference, Colour Science and Engineering

Systems, Technologies, Applications, page 61. IS&T, Springfield, Va., U.S.A. (2000).

Kuehni, R.G., Color Res. Appl., 29, 158 (2004).

Kuo, W.G., Luo, M.R. and Bez, H.E. Color Res. Appl. 20, 313 (1995).

Lam, K.M. Ph.D. Thesis. Metamerism and colour constancy. University of Bradford (1985).

Li, C.J., Luo, M.R. and Hunt, R.W.G. Color Res. Appl., 25, 260 (2000).

Luo, M.R., Clarke, A.A., Rhodes, P.A., Schappo, A., Scrivener, S.A.R. and Tait, C.J. Color

Res. Appl. 16, 166 and 181 (1991).

826

ГЛАВА 35 МОДЕЛЬ CIECAM97S

Напомним, что предметными называют стимулы, полученные отражением света от различ



ных поверхностей. — Прим. пер.

Luo, M.R., Gao, X.W., Rhodes, P.A., Xin, H.J., Clarke, A.A., and Scrivener, S.A.R. Color

Res. Appl., 18, 98 and 191 (1993).

Luo, M.R. and Hunt, R.W.G. Color Res. Appl. 23, 138 and 147 (1998).

Luo, M.R., Lo, M.C. and Kuo, W.G. Color Res. Appl. 21, 412 (1996).

MacDonald, L.W., Luo, M.R. and Scrivener, S.A.R. J. Phot. Sci. 38, 177 (1990).

McCann, J.J. and Houston, K.L. In Colour Vision, eds J.D. Mollon and L.T. Sharpe, pp.

535–544, Academic Press, London (1983).

McCann, J.J., McKee, S.P. and Taylor, T.H. Vision Res. 16, 445 (1976).

Mori, L., Sobagaki, H., Komatsubara, H. and Ikeda, K. Proceedings of the CIE 22nd Session,

page 55 (1991).

Nayatani, Y. Color Res. Appl. 22, 156 and 259 (1997).

Nayatani, Y., Hashimoto, K., Takahama, K. and Sobagaki, H. Color Res. Appl. 12, 121 and

231 (1987).

Nayatani, Y., Sobagaki, H., Hashimoto, K. and Yano, T. Color Res. Appl. 22, 240 (1997).

Nayatani, Y., Takahama, K. and Sobagaki, H. Color Res. Appl. 11, 62 (1986).

Nayatani, Y., Takahama, K., Sobagaki, H. and Hashimoto, K. Color Res. Appl. 15, 210

(1990).

Pointer, M.R. J. Phot. Sci. 34, 81 (1986).

Seim, T. and Valberg, A. Color Res. Appl. 11, 11 (1986).

Smith, V.C. and Pokorny, J. Vision Res., 12, 2059 (1972).

Spaulding, K.E., Woolfe, G.J., and Giorgianni, E.J. IS&T and SID’s 8th Color Imaging

Conference, Color Science and Engineering Systems, Technologies, Applications, page 288.

IS&T, Springfield, Va., U.S.A. (2000).

Stevens, S.S. Science 133, 80 (1961).

Valeton, J.M. and Van Norren, D. Vision Res. 23, 1539 (1983).

Walraven, P.L. and Bouman, M.A. Vision Res. 6, 567 (1966).

827

ГЛАВА 35 МОДЕЛЬ CIECAM97S

36 ПРОЧИЕ МОДЕЛИ

ЦВЕТОВОГО ВОСПРИЯТИЯ

36.1 ВВЕДЕНИЕ

абы уйти от математических нагромождений, из полноценной модели

CAM97c

разработчики исключили некоторые (не столь значимые) узлы, что

превратило ее в модель CIECAM97s

. CAM97c включала в себя модули, позволявшие

учитывать эффект отбеливания колбочковых фотопигментов (т.н. колбочковое ослеп

ление), эффект Хельсона — Джадда (тенденция особо ярких предметных стимулов

приобретать цветовой тон осветителя и особо темных — дополнительный цветовой тон

[Helson, 1938]), вклад палочек в ахроматический отклик зрительной системы, низко"

яркостную тританопию (легкое снижение желто"синей чувствительности в сравнении

с красно"зеленой при низких уровнях освещенности), а также эффект Гельмгольца —

Кольрауша (рост субъективной яркости стимула по мере роста его колориметрической

чистоты при постоянной фотометрической яркости [McAdam, 1950]).

Особо отметим, что модели CIECAM97s и CAM97c ориентированы на работу

с т.н. неизолированными стимулами, т.е. теми, которые воздействуют на зрительную

систему наблюдателя в связке с другими стимулами (что свойственно изображениям

реальных сцен).

Также в текущей главе мы опишем модель, прогнозирующую результаты воспри"

ятия изолированных стимулов. К категории изолированных относят стимулы, предъ"

являемые наблюдателю изолированно от других, к примеру такие, как сигнальные

огни на темном фоне или источники света (фотометрическая яркость которых много

выше, чем у их окружения). Особенностью восприятия изолированных стимулов яв"

ляется то, что вызываемые ими ощущения не имеют таких чувственных атрибутов,

как светлота (lightness) и насыщенность (chroma), но только субъективную яркость

(brightness), полноту цвета (colorfulness) и цветовой тон (hue).

36.2 ШАГИ РАБОТЫ ПОЛНОЙ ВЕРСИИ CAM97 (CAM97C)

Шаги работы CAM97c те же, что и у CIECAM97s, за исключением следующих:

Шаг 7

Вычисление постадаптационных колбочковых откликов:

[]

()

40 100

100 2

073

829

Литера «c» означает «comprehensive» — полная. — Прим. пер.

Литера «s» означает «simple» — упрощенная. — Прим. пер.

[]

()

40 100

100 2

073

[]

()

40 100

100 2

073

где: B

, B

и B

— коэффициенты колбочкового ослепления, рассчитываемые по урав"

нениям:

10 10 5 100

/[ ( / )]

=+10 10 5 100

/[ ( / )]L

Когда возникает колбочковое ослепление, данные коэффициенты равны единице.

Вычисление коэффициентов учета эффекта Хельсона — Джадда (r

, g

, b

rrr rr

ggg gg

DD w

wc w

DD w

wc w

=- -

kYY

()()

bbb bb

DD w

wc w

=- -kYY()()13

где k

— константа, значение которой «управляет» мерой выраженности данного эф"

фекта. Когда эффект Хельсона — Джадда отсутствует или же когда осветитель полно"

стью обесцвечен ментально, то

rgb

DDD

Шаг 10

Учет скотопического ахроматического компонента (т.е. вклада палочек в резуль"

тат зрительного восприятия):

ABfFSS

SSnLSW

=+305 03.[(/)].

где f

() — общая гиперболическая функция, применяемая с целью моделирования не"

линейного поведения различных визуальных откликов:

fI I I

[] [ /( )]

=+40 2

073 073

Расчет коэффициента колбочкового ослепления (B

{}

BLSS L

SASW AS

=+ ++05 1 03 5 226 05 1 55 2

./ .[( /. )( / )] ./ [ /.

{}

26]

Расчет коэффициента адаптации по скотопической яркости (F

FjL jL

LS AS AS

=+-3800 5 2 26 0 2 1 5 2 26

224

(/.).()(/.)

830

ГЛАВА 36 ПРОЧИЕ МОДЕЛИ ЦВЕТОВОГО ВОСПРИЯТИЯ