输出设备颜色特性文件中信息的读取方法

1输出设备颜色特性文件中信息的读取方法陈亚雄1,贺文琼2(1.中华商务联合印刷有限公司资讯科技部，广东深圳518111；2.深圳职业技术学院媒体与传播学院印刷系，广东深圳518055)[摘要]设备颜色特性文件描述设备的颜色复制特征和色域范围，是色彩管理系统中进行颜色空间转换的依据。本文介绍了输出设备特性文件元素数据的构成，以及读取颜色数据的方法和过程。特别针对读取输出设备特性文件颜色查找表(CLUT表)多维数组中的数据要采用的插值方法进行了讨论，经过编程对几种常用的插值方法的结果进行了比较，提出了简便有效的多维线性插值法，并给出了详尽的过程和步骤。关键词：色彩管理颜色特性文件颜色查找表多维插值法HowtogetcolordatafromanoutputprofileChenYaxiong1,HeWenqiong2(1.InformationDepartment,C&CJointPrintingCo.LTD.,518111,Shenzhen,china;2.DepartmentofGraphicCommunication,ShenzhenPolytechnic,518055，Shenzhen,china)Abstract:Deviceprofiledescribescolorreproductionfeatureandgamut,whichisabaseofcolorspacestransformationinCMS(ColorManagementSystem).Thepaperintroducestheconstructionofoutputprofile,themethodandprocessofgettingcolordada.EspeciallyitdiscussestheinterpolationmethodwhichappliestogettingcolordatafromCLUT(ColorLookupTable)ofoutputprofile.Aftercomparingtheresultofseveralcommoninterpolationmethodsthroughprogramming,asimpleandefficiencymulti-dimensionlinearinterpolationmethodisbroughtforward,moreover,processandstepsareprovided.Keyword:ColorManagement;ICCprofile;Colorlookuptable;Multi-dimensioninterpolationmethod1什么是设备颜色特性文件在基于ICC的色彩管理系统中，色彩在不同的设备之间转换的时候，由色彩管理模块CMM(ColorManagementModule)根据设备的特性文件将需要转换的色彩通过与设备无关的颜色空间CIELAB或XYZ作为桥梁进行运算和转换，以最大可能地保证色彩在不同设备间表现出稳定和一致的效果。颜色特性文件（即Profile文件，又称为颜色特征文件或颜色配置文件）描述设备的颜色复制特征和色域范围，是色彩管理系统中进行颜色空间转换的依据。为了进行色彩管理，生产系统中的所有设备都要有自己的特性文件。22设备颜色特性文件的结构[1]按照ICC规范，无论是什么类型的特性文件，都由描述头(ProfileHeader)、标签表(TagTable)和元素数据(ElementData)三大部分组成。其中元素数据给CMM提供了在PCS与设备颜色空间之间进行转换所需的数据和信息。不同的特性文件中标签的个数和内容根据特性文件的种类和需要可以不同，但有一些标签是必须提供的，每一个标签对应的数据或其它形式的信息在相应的元素数据部分给出。对元素数据部分的正确读取是进行PCS与设备颜色空间转换的基础。3输出设备颜色特性文件中元素数据的构成与读取输出设备特性文件是最为复杂的一类特性文件，在开发自己的色彩管理系统时，必须掌握其中元素数据的构成，并通过合理的多维空间插值方法读取颜色数据。3.1输出设备的特性文件中的元素数据彩色输出设备的特性文件必须包含以下重要的标签及相应的元素数据：表1.彩色输出设备的特性文件中必须包含的元素数据[1]Table1.Elementdatawhichmustbecontainedinacoloroutputprofile[1]标签名称标记数据类型内容profileDescriptionTagdescTextDescription特性文件描述信息AToB0TagA2B0Lut8Type或Lut16Type复制意图为0(感性压缩)时设备空间到PCS的转换数据BToA0TagB2A0Lut8Type或Lut16Type复制意图为0(感性压缩)时PCS到设备空间的转换数据GamutTaggamtLut8Type或Lut16Type颜色是否在设备色域空间范围之内AToB1TagA2B1Lut8Type或Lut16Type设备到PCS，复制意图为1(相对色度)BToA1TagB2A1Lut8Type或Lut16TypePCS到设备，复制意图为1(相对色度)AToB2TagA2B2Lut8Type或Lut16Type设备到PCS，复制意图为2(饱和度优先)BToA2TagB2A2Lut8Type或Lut16TypePCS到设备，复制意图为2(饱和度优先)mediaWhitePointTagwtptXYZType介质白点XYZ值copyrightTagcprtTextType7位ASCII码的版权信息A2Bn标签对应的元素数据用于从设备空间(如RGB或CMYK)到PCS(CIELAB或XYZ)空图1ICC特性文件结构Fig.1ICCProfileconstruction3间转换时使用；B2An标签则刚好相反，它们用于从PCS空间到设备空间转换。n不同，用于不同的复制意图下的颜色转换，即0指代感性压缩，1指代相对色度，2指代饱和度优先。对于一个输出设备，如印刷机的特性文件，对于给定的已知CIEXYZ值或CIELAB值的某个颜色，我们可以通过读取B2A0标签对应的元素数据得到以感性压缩方案复制这个颜色时的CMYK值；读取B2A1标签对应的元素数据得到以相对色度方案复制这个颜色时的CMYK值；以及读取B2A2标签对应的元素数据得到以饱和度优先方案复制这个颜色时的CMYK值。我们注意到，在ICC特性文件规范中，没有定义复制意图为绝对色度的标签。当需要在复制意图为绝对色度匹配方案下复制颜色时，色空间的转换可以借助于与相对色度匹配相关的标签极其数据实现[1]。因为⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧===rimwrimwrimwZ)Z/ZZY)/YYYX)X/XXaaa（（（这里(XYZ)r是某一颜色在PCS的坐标(下标r表示相对的),(XYZ)a是相应颜色复制在输出介质上之后得到的颜色坐标(下标a表示绝对的)，(XYZ)i是PCS中最亮的中性色的坐标(其色度为D50，亮度为1.0，下标i表示照明体的)，(XYZ)mw是纸张或其它承印物在PCS照明体D50下的坐标(下标mw表示介质白点的)。因为(XYZ)i和(XYZ)mw的数据都可以从特性文件中相应的标签元素数据中得到，因此(XYZ)r和(XYZ)a数据之间很容易进行转换。3.2输出设备的特性文件中的元素数据的存放方式为了从上述重要的标签对应的元素数据中获取需要的信息，必须弄清楚这些元素数据是以何种格式存放的。A2B0、B2A0、A2B1、B2A1、A2B2、B2A2和gamt元素数据的类型为lut8Type或lut16Type，这两种类型的数据都由四部分组成：一个3×3矩阵(当输入颜色空间为XYZ时才使用)、一个一维的输入查找表、一个多维的颜色查找表和一个一维的输出查找表[1]。lut8Type和lut16Type的不同在于数据的精度，一个为8位而另一个为16位。当通过这两种类型的数据表进行颜色数据转换时，按照顺序处理3×3矩阵、输入表、颜色查找表和输出表中的数据的次序进行。3×3矩阵只有当输入颜色数据为CIEXYZ值时使用，它将输入的XYZ值按照以下关系转换成X’Y’Z’：⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡ZYXe22e21e20e12e11e10e02e01e00Z'Y'X'下面以fogra.icc文件中B2A0为例来说明数据的读取过程。需要说明的是，特性文件中的数据根据其类型不同有不同的二进制编码方式，本文为了让读者容易理解数据读取的顺序和方法，将B2A0中的内容以下列便于阅读的形式给出：输入通道=3(即输入数据为三通道，XYZ或LAB，从fogra.icc文件的特性文件描述头可以得知此特性文件PCS空间是LAB)输出通道=4(即输出数据为四通道，CMYK)CLUT级数=25输入表项目=512输出表项目=512XYZ矩阵=1.000000,0.000000,0.0000000.000000,1.000000,0.00000040.000000,0.000000,1.000000输入表(Inputtable):0:0.00000000000.00000000000.00000000001:0.00195315480.00105287250.00105287252:0.00390630960.00212100400.0021210040..407:0.79647516590.86861982150.8686198215408:0.79842832070.87013046460.8701304646.510:0.99803158620.99893186850.9989318685511:1.00000000001.00000000001.0000000000颜色查找表(CLUTtable):000:1.00000000000.37683680480.24176394290.0130617227001:0.99822995350.40724803540.31255054550.0289768826002:1.00000000000.46982528420.40181582360.0415197986..0023:0.85012588690.19616998550.99984740980.00657663840024:0.81383993290.17419699400.99951171130.0103761349010:0.99928282600.39789425500.20715648130.0106507973011:0.99998474100.44217593650.29840543220.0268711376012:1.00000000000.48538948650.37640955210.0415197986..0123:0.82023346300.27219043260.99971007860.02018768600124:0.78356603340.26030365450.99960326540.0213473716020:0.99998474100.45476462960.19880979630.0104676890021:1.00000000000.49491111620.27579156180.0166018158022:1.00000000000.52137026020.35259021900.0352635996....02423:0.11485465780.97975127791.00000000000.005859464402424:0.05255207140.91592278930.98962386510.0006408789100:0.99998474100.31194018460.21217669950.0115358206101:0.99987792780.37984283210.29079118030.0173342489102:1.000