Математика и практика инвариантов цветовых пространств на примере определения баланса по серому для цифровой печатной системы

Автор: Тарасов Дмитрий Александрович, Мильдер Олег Борисович

Журнал: Компьютерная оптика @computer-optics

Рубрика: Обработка изображений, распознавание образов

Статья в выпуске: 1 т.44, 2020 года.

Бесплатный доступ

В современной полиграфии большое число задач связано со взаимной трансформацией цветовых пространств. В частности, наиболее часто встречается пара аппаратно-зависимых цветовых пространств RGB и CMYK, взаимное преобразование цвета в которых неоднозначно, что создает существенные проблемы при цветовоспроизведении. Для решения этой проблемы мы предлагаем использовать инварианты цветовых пространств - градационные траектории и градационные поверхности, которые представляют собой аналоги градационных кривых для исходных колорантов и их бинарных наложений, построенные в абсолютном цветовом пространстве CIE Lab. Инварианты вводятся на основе математического аппарата дифференциальной геометрии пространственных кривых и поверхностей. Практическое применение инвариантов цветовых пространств сопряжено с определенными трудностями, связанными с их сложным аналитическим описанием, кроме того, для большинства практических задач высокая точность модели является избыточной. Для практического применения инвариантов мы предлагаем более простой подход, использующий естественную дискретизацию цвета в цифровых печатных системах. В качестве примера приводится процедура определения баланса по серому для электрофотографической печатной машины.

Еще

Баланс по серому, градационные траектории, градационные поверхности, цифровая печать

Короткий адрес: https://sciup.org/140247065

IDR: 140247065   |   DOI: 10.18287/2412-6179-CO-580

Mathematics and practice of color space invariants by the example of determining the gray balance for a digital printing system

In modern printing, a large number of tasks are associated with the mutual transformation of color spaces. In particular, the most common pair of hardware-dependent color spaces is RGB and CMYK, the mutual transformation of colors in which is ambiguous, which creates significant problems in color reproduction. To solve this problem, we propose using color space invariants - gradation trajectories and gradation surfaces, which are analogs of gradation curves for initial colorants and their binary overlays, constructed in the absolute color space of the CIE Lab. Invariants are introduced on the basis of the mathematical apparatus of the differential geometry of spatial curves and surfaces. Practical application of color space invariants involves certain difficulties associated with their complex analytical description; moreover, for most practical problems, the high accuracy of the model is redundant. For the practical application of invariants, we propose a simpler approach using natural color sampling in digital printing systems. As an example, the procedure for determining the gray balance for an electrophotographic printing press is given.

Еще

Список литературы Математика и практика инвариантов цветовых пространств на примере определения баланса по серому для цифровой печатной системы

  • Bandyopadhyay, S. Effect of gray component replacement on color reproduction / S. Bandyopadhyay, S. Mandal // PICS 2000: Image Processing, Image Quality, Image Capture, Systems Conference. - 2000. - P. 188-191.
  • Lo, M. Characterization models for multi-colored CMYKRGB printing process / M. Lo, R. Chiang // Proceedings of the Technical Association of the Graphic Arts (TAGA). - 1998. - P. 242-254.
  • Spiridonov, I. Study of the effect of gray component replacement level on reflectance spectra and color reproduction accuracy / I. Spiridonov, M. Shopova, R. Boeva // Proceedings of SPIE. - 2013. - Vol. 8770. - 87700W.
  • Zeng, H. Neutral gray adjustment in printer ICC profiles / H. Zeng // Proceedings of SPIE. - 2003. - Vol. 5008. - P. 341-348.
  • Woolfe, G. Optimal color spaces for balancing digital color images / G. Woolfe, K. Spaulding, E. Giorgianni // Final Program and Proceedings of the 11th Color and Imaging Conference. - 2003. - P. 66-70.
  • Breede, M.H. Testing the validity of measuring gray balance with the GATF Color Circle, grayness and hue error values / M.H. Breede // Proceedings of the Technical Association of the Graphic Arts (TAGA). - 2006. - P. 292-314.
  • Hsieh, Y.-C. The relationship between the chroma values of neutral gray and important print attributes / Y.-C. Hsieh, Y.-J. Wu // Proceedings of the Technical Association of the Graphic Arts (TAGA). - 2005. - P. 57-58.
  • Rong, X. 7 method for indigo press calibration and proofing / X. Rong // 24th International Conference on Digital Printing Technologies and Digital Fabrication. - 2008. - P. 603-606.
  • Habekost, M. G7 for every print device? / M. Habekost, V. Blum // Proceedings of the 67th Annual Technical Conference of the Technical Association of the Graphic Arts (TAGA). - 2015. - P. 204-221.
  • Garg, N.P. Calibrating the Yule-Nielsen modified spectral Neugebauer model with ink spreading curves derived from digitized RGB calibration patch images / N.P. Garg, A.K. Singla, R.D. Hersch // Journal of Imaging Science and Technology. - 2008. - Vol. 52, Issue 4. - 040908.
  • Arney, J.S. An expanded Murray-Davis model of tone reproduction in halftone imaging / J.S. Arney, P.G. Engeldrum, H. Zeng // Journal of Imaging Science and Technology. - 1995. - Vol. 39. - P. 502-508.
  • Livens, S. Optimisation of printer calibration in the case of multi density inks / S. Livens // Conference on Color in Graphics, Imaging, and Vision. - 2002. - P. 633-638.
  • Chagas, L. Color profile: methodology and influence on the performance of ink-jet color reproduction / L. Chagas, A. Blayo, P. Giraud // 2004 International Conference on Digital Printing Technologies. - 2004. - P. 655-659.
  • Wu, Y-J. Reducing ink-jet ink consumption with RIP software for POP display media / Y-J. Wu // Digital Fabrication and Digital Printing: NIP30 Technical Program and Proceedings. - 2014. - P. 108-111.
  • Титова, М.Ю. Градационные траектории: получение и анализ / М.Ю. Титова, О.Б. Мильдер, Д.А. Тарасов. - В кн.: Информация: передача, обработка, восприятие. Материалы международной научно-практической конференции / под ред. А.Г. Тягунова, А.П. Сергеева. - Екатеринбург: УрФУ, 2016. - С. 120-125.
  • Milder, O.B. Inkjet printers characterization using 3D gradation curves / O.B. Milder, D.A. Tarasov, M.Yu. Titova // CEUR Workshop Proceedings. - 2017. - Vol. 1814. - P. 74-83.
  • Milder, O. Ink-jet printer's characterization by 3D gradation trajectories on an equidistant color difference basis / O. Milder, D. Tarasov. - In: Image and Video Technology / ed. by M. Paul, C. Hitoshi, Q. Huang. - Springer International Publishing AG, 2018. - P. 40-52.
  • Тарасов, Д.А. Градационные траектории как аналог градационных кривых в метрическом пространстве CIE Lab: дискретный подход / Д.А. Тарасов, О.Б. Мильдер // Компьютерная оптика. - 2019. - Т. 43, № 1. - С. 132-136.
  • Sharma, G. The CIEDE2000 color-difference formula: Implementation notes, supplementary test data, and mathematical observations / G. Sharma, W. Wu, E.N. Dalal // Color Research and Application. - 2005. - Vol. 30, Issue 1. - P. 21-30.
  • Milder, O. Gradation surfaces as a method for multi-color ink-jet printers color specifications management / O. Milder, D. Tarasov. - In: Image and Video Technology - 8th Pacific-Rim Symposium, PSIVT 2017, Revised Selected Papers. - Springer Verlag, 2018. - P. 53-61.
  • Korn, G.A. Mathematical handbook for scientists and engineers: Definitions, theorems, and formulas for reference and review / G.A. Korn, T.M. Korn. - Courier Corporation, 2000. - 1130 p.
  • Sergeev, A.P. Qualimetric researches of educational resources: Standardizing of light conditions in the light booth / A.P. Sergeev, D.A. Tarasov, S.Y. Arapov, S.P. Arapova // Procedia - Social and Behavioral Sciences. - 2015. - Vol. 174. - P. 1285-1291.
Еще