图像色外观模型及再现质量评价方法研究

论文摘要

随着计算机科学及彩色输入/输出技术的发展,人们对于色彩再现的质量提出了更高的要求。研究发现,当图像在跨设备复制时经常出现颜色不匹配的现象,在色彩管理系统中加入色外观模型则能够较好地解决该问题。二十多年来,色外观模型已由最初的研究热点发展成为国际标准。然而,对于复杂图像,传统色外观模型仅仅是把每个图像像素都当作独立的色刺激来处理,未考虑到人眼的色恒常性以及像素间的影响。因此,色外观模型不能满足复杂图像的再现质量要求。当图像经过再现后,需要一个方法来计算源图像和再现图像间的色差,以评估再现效果。目前的色差公式均基于CIE色度值,其仅适用于评估那些相同灰色背景下色差较小的简单色块。对于复杂图像,由于这些公式仅以像素为单位计算色差均值,并将该均值作为整幅图像的色差,故不能准确体现图像间的感知色差。本文分析了传统色外观模型的局限性,并对之进行改进,给出了图像色外观模型。论文分析了各种图像色外观现象,给出了图像色外观模型的详细设计及实现过程(包括正向过程和逆向过程),并将再现的效果与传统色外观模型的再现效果做出比较。此外,在研究图像色外观模型的基础上,针对现有色差公式进行再现质量评价的不足,本文给出了基于IPT颜色空间的图像质量评价方法。实验表明,该方法比传统的评价方法拥有更好的评价效果,更加贴近人眼的真实感知。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 论文研究的意义及目的
• 1.3 本文主要工作
• 1.4 章节安排
• 第二章 色彩管理技术研究
• 2.1 颜色感知分析
• 2.2 表色系统研究
• 2.2.1 表色系统简介
• 2.2.2 孟赛尔表色系统研究
• 2.2.3 CIE表色系统研究
• 2.2.4 Lab均匀表色系统研究
• 2.3 色彩管理体系结构研究
• 2.3.1 基于标准观察条件的色彩管理
• 2.3.2 基于色外观的色彩管理
• 2.3.3 基于光谱的色彩管理
• 2.4 本章小结
• 第三章 色外观再现及质量评价理论研究
• 3.1 色外观理论研究
• 3.1.1 色外观属性
• 3.1.2 观察条件属性
• 3.1.3 色外观现象
• 3.2 色外观模型研究
• 3.2.1 色适应现象
• 3.2.2 色适应转换模式
• 3.2.3 常见色外观模型
• 3.3 图像再现质量评价分析
• 3.3.1 客观评价方式
• 3.3.2 主观评价方式
• 3.4 本章小结
• 第四章 色外观模型的改进
• 4.1 iCAM研究
• 4.1.1 传统色外观模型的局限性
• 4.1.2 iCAM基本框架
• 4.1.3 iCAM的输入输出参数
• 4.1.4 iCAM在图像再现中的应用
• 4.2 iCAM的设计与实现
• 4.2.1 正向过程设计
• 4.2.2 逆向过程设计
• 4.2.3 图像色外观属性计算
• 4.3 iCAM的有效性验证
• 4.3.1 对三种场景的图像色外观预测
• 4.3.2 iCAM与CAM的再现效果比较
• 4.3.3 实验结果分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 基于IPT空间的图像质量评价
• 5.1 基于CIE色度值色差公式的局限性
• 5.2 IPT颜色空间研究
• 5.2.1 IPT空间模型的构成及参数
• 5.2.2 IPT空间的均匀性
• 5.3 传统色差公式的改进
• 5.3.1 基于IPT空间的图像质量评价步骤
• 5.3.2 与传统色差公式评价效果的客观比较
• 5.3.3 图像再现质量的主观评价比较
• 5.3.4 图像质量评价实验结果及分析
• 5.4 本章小结
• 第六章 结束语
• 6.1 总结
• 6.2 后续研究及展望
• 致谢
• 参考文献