彩色图像的分色和挂网技术(上)穗花牡荆

1 引　言

彩色印刷中常采用ＣＭＹＫ4色套印,依靠青、洋1999-02-12收稿红、黄、黑4种颜料叠印来产生彩色图像。这4种基本颜色通过组合后最多呈现8种颜色:红、绿、蓝、青、洋红、黄、黑、白,而一幅彩色图像包含的颜色数目远远超过8种。彩色制作中心或印刷厂等拥有大型专业彩色出版系统的单位都是通过通用图像处理软件将彩色图像分色校色成4色灰度图,再经光栅处理器(ＲＩＰ)给灰度图像加网,用网点的大小或网点的疏密来反映灰度图像的连续色调,最后通过激光照排机制出4色胶片来进行4色印刷。多数彩色图像制作者不具有专业性强的图像处理技术和价格昂贵的图像处理设备,希望将编排好的彩色图像通过一接口软件实现彩色图像的分色、校色和挂网,最后交付印刷厂制版印刷,这样做从系统的费用、灵活性等各个方面都较经济。彩色图像的分色和挂网是此接口软件所要解决的主要问题。

2　彩色图像的分色技术

2.1　ＲＧＢ颜色模型和ＣＭＹＫ颜色模型

为了便于计算机处理颜色,常使用颜色模型描述颜色。目前有许多种描述颜色的短葶薹草颜色模型,其中用于ＣＲＴ彩色图像显示的是ＲＧＢ彩色模型,用于彩色图像印刷的是ＣＭＹＫ彩色模型。

·ＲＧＢ彩色模型

ＲＧＢ彩色模型也称为加色模型,色彩来源于红、绿、蓝3种基本色的不同亮度的叠加,故称加色模型。它主要用来描述发光设备,如显示器、电视机、扫描仪等装置所表现的颜色。模型中,红、绿、蓝3种基色光分别用256个阶调值度量,每一个通道都指定一个数值描述其阶调,不同阶调数值的这3种光的组合,便形成色彩丰富的颜色空间,如:各通道阶调数值均为255,则组合可产生白光;红通道位255,其余为0,则可模拟出纯红的效果来;各通道阶调数值均为0时,则像素显示黑色;各通道阶调数值相同时,像素显示不同程度的灰色。

·ＣＭＹＫ彩色模型

ＣＭＹＫ彩色模型也称为减色模型,色彩来源于青、洋红、黄3种基色,这3种基色从照射纸上的白光中吸收一些颜色,从而改变光波产生颜色,即从白光中减去一些颜色而产生颜色,故称为减色模型。它主要适用于印刷油墨和调色剂等实体物质产生颜色的场合,如彩色印刷领域。模型中,彩色图像的每个像素值用青、洋红、黄、和黑油墨的百分比来度量颜色,浅颜色像素的油墨百分比较低,深颜色像素油墨的百分比较高,没有油墨的情况为白色。

在ＣＭＹ颜色模式中,理论上,白纸会100%反射入射光,把ＣＭＹ3种100%颜色混合则会吸收所有的光,产生黑色。在实际印刷中,纸总是吸收一些光,青、洋红、黄3原色油墨难免有些杂质,因而100%的3原色组合形成的黑色往往呈现混浊的灰色,黑度不够,为了弥补这一缺陷,印刷中加入了黑色颜料,即Ｋ色,称此为ＣＭＹＫ模型。

·ＲＧＢ和ＣＭＹＫ彩色模型的关系

ＲＧＢ和ＣＭＹＫ彩色模型,看上去相差甚远,实质上两者是互补关系。可用颜色轮来描述这种关系,如图1所示。色轮上颜色相互排列,任何颜色都可用其相邻的相反颜色模型中的颜色组合而成。对一种颜色的形成无贡献的相反颜色模型中的颜色,称为此颜色的补色。由色轮可知,青、粉、黄分别为红、绒果芹绿、蓝的补色。ＲＧＢ彩色模型和ＣＭＹＫ彩色模型的这种关系,为两种模型之间转换的依据,为彩色图像的分色技术奠定了理论基础。

2.2　分色技术常

用的彩色图像都是ＲＧＢ颜色模型的图像。分色就是把彩色图像分解成青、洋红、黄、黑4种颜色的灰度图,故分色技术就是首先把彩色图像中的各种颜色由ＲＧＢ颜色模型转换成ＣＭＹＫ颜色模型,然后将彩色图像存储为青、洋红、黄、黑4种颜色的灰度图。由此可知,分色技术的关键是色彩的空间转换技术。

我们根菱荚红豆据上述ＲＧＢ彩色模型和ＣＭＹＫ彩色模型的关系,获取原图像上的某一颜色由ＣＭＹＫ油墨组合产生时所需的Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ的含量比例。两种模型存在以下关系:Ｃ=Ｆ-Ｒ;Ｍ=Ｆ-Ｇ;Ｙ=Ｆ-Ｂ其中Ｆ为满色度数值。对于任意一颜色Ｃ、Ｍ、Ｙ,若其分量不为0,则存在着灰度分量,其大小ｍｉｎ(Ｃ,Ｍ,Ｙ)。在实际印刷中,加入黑色颜料,目的是为了弥补减色3原色形成的黑不够黑这一缺陷。同时,采用黑色颜料也可节约大量的彩色颜料,直接用黑色颜料形成不同的灰度级,而不用减色3原色组合产生。这样,引入黑色颜料后,就有了冗余的青、粉、黄的分量,实际印刷时的青、粉、黄的含量必须减去由黑色颜料代替的那一部分含量。所以,ＲＧＢ彩色模型和ＣＭＹＫ彩色模型的转换关系可用图2说明:　

对于此转换关系需有几点说明:(1)ＲＧＢ颜色模型的色域范围比ＣＭＹＫ贵州芙蓉颜色模型的色域范围要大。ＲＧＢ颜色空间的有些颜色组合无法用ＣＭＹＫ颜色空间的颜色来表示,在进行转换时,这些颜色将被切掉,只有尽可能转换为相近的ＣＭＹＫ颜色,故存在一次性转换问题。(2)图2的转换公式只是在理想条件下实现的。在实际应用中,由于颜料的特性与成分等因素,按上面的公式分色的图像印刷后的效果很难满足应用的要求,从而必须对颜色空间的转换系数进行校正,以保证彩色图像的输出质量。