凡用过扫描仪或彩色输出设备的人们，可能都已注意到用扫描仪扫的彩色图像和原槁色彩并不一样，有的甚至相差很大；同样，从输出设具输出的彩色图像和显示器的颜色也有很大的颜色差异，这究竟是为什么呢？其原因之一是它们所能表达的颜色范围不同；其二是呈色方式不同。如扫描仪和显示器一般采用红（R）．绿（G）、蓝（B）三原色的加色呈色法，而输出设备一般采用黄（Y）、品红（M）、青（C）及黑（K）四色的减色呈色法；且RGB色空间所含的颜色范围要比CMYK色空间所含的颜色范围大。从而造成了二者表现的颜色不一致。

　　这些色彩的不一致给从事印刷工作的人们带来了许多麻烦，如在显示器上看到的颜色完全符台客户的要求，但打印输出或印刷后客户却不满意，拒绝接
受或要求重新做，从而造成印刷单位和户之间的矛盾。因此很有必要建立一个颜色管理系统（Color ManagementSystem），即CMS，实现对色彩的管理，使得无论使用何种设备，都呈现出一致的颜色，即实现“所见即所得”（What You See Is What You Get，缩写WYSIWYG）。

　　为了解决颜色不一致的问题，1993年田Adobe、Agfa、Apple、Kodak、FOGRA、Microsoft、Silicon Graphics、Sun Microsystem及Taliget等公司发起并成立了国际彩色联盟（International Color
Consortium），简称ICC。它为颜色管理系统（CMS）规定了一个国际标准，并且该联合会各成员都声称他们的操作系统平台或应用程序软件均支持ICC标准。

　　

　　图1 开放性色彩管理示意图

　　ICC借助于一个虚拟的、与设备无关的色彩空间即设备特征描述文件连接空间（Profile Connection Space，缩写PCS）作为色空间转换的中间色空间，通过彩色设备色空间（RGB或
CMYK）和PCS空间之间的联系为该设备建立设备特征描述文件（Profile），从而实现了对色彩的开放性管理（如图1），使得色彩传递不依赖于彩色设备。PCS空间是通过XYZ空间或LAB空间来定义的。

　　ICC标准总共规定了7种特征描述文件Profile，其中包括：3种基本设备的特征描述文件Profile，即输入设备Profile文件、显示设具Profile文件和输出设备Profile文件；4个附加的特征描述文件Profile，即设备链接Profile、色空间转换Profile、抽象Profile和被命名色Profile。

　　本文主要介绍是于ICC特征描述文件Profile的一般格式、色彩匹配方法、输出设备特征描述文件Profile的必须标签及其建立过程。

　　一、ICC特征描述文件Profile的一般格式

　　ICC特征描述文件Profile的一般格式由3个部分组成：文件关、标签表及标签元素数据区。如图2所示。

　　

　　图2 ICC Profile文件的一般格式

　　文件头共占128个字节，主要包括特征文件尺寸、颜色管理模块（CMM）类型、设备颜色空间、PCS空间、色彩匹配方法（Rendering Intent）及PCS空间的光源（D50）的三刺激值XYZ等。

　　标签表主要包括：特征描述文件Profile中所用的标签总数及各个标签的说明。其中标签总数占4个字节；每个标签说明占12个字节，前4个字节为标签标识符，中间4个字节为此标签相对于特征描述文件开始处的字节偏移量，后4个字节是此标签元素数据的长度。

　　标签元素数据用于存放设备色空间和PCS空之间的色空间转换数据。每个标签的尺寸备不相同。

　　二、色彩匹配方法（Rendering Intent）

　　建立ICC Profile要进行设备色空间和PCS空间之间的色空间转换，由于二者所用色空间的色域不同，因此要进行色彩匹配，即颜色从一个色空间到另一个色空间的映射方法。

　　ICC标准提供了4种色彩匹配方法，即感觉法（Perceptual）、相对色度法（Relative Colorimetric）、饱和度法（Saturation）和绝对色度法（Absolute Colorimetric）。其相应的编号依织为0、1、2、3O

　　在从一个色空间到另一个色空间进行映射时，这4种色彩匹配万法都以一定的方式和方法使用着3个标准，即“色域压缩”（Gamut Compression）、“阶调压缩”（Tone Compression）和“白点映射”（White Point Mapping）。下面分别介绍一下这3个标准，及其在四种色彩匹配方法中的应用。

　　1．色域压缩（Gamut Compression）

　　有3种方法；

　　（1）色域内的颜色不变，色域外的颜色由离它最近的颜色代替；

　　（2）色域内的颜色不变，色域外的颜色用具有尽可能高的饱和度的颜色复制，即使是偏离一个角度；

　　（3）色域外的颜色投影到色域的边缘，其他的所有颜色均匀压缩在色域
中，色角不变而饱和度降低。

　　2．阶调压缩（Tone ComPression）

　　有两种方法：

　　（1）色域内的亮度精确再现，色域外的亮度升高或降低，直至正好在色域上，使得颜色在高光或者暗调处反差丢失；

　　（2）两色空间的最大亮度相互重叠，其他高亮度动态调节，即进行均匀压缩。

　　3．白点映射（White Point Mapping）

　　有两种方法：

　　（1）输入色空间的色调值均匀地恰好投影到输出色空间，使得到的白和标准观察者（光源D50、视场2°）的白点相适应。

　　（2）输入色空间的色调值相对于纸白被转换成新的值。

　　4．3个标准在色彩匹配方法中的应用

　　（1）感觉法（Perceotual）

　　·色域压缩：采用方法（3）

　　·阶调压缩：采用方法（2）

　　·白点映射：采用方法（2）

　　这种匹配方法在转换时保持源空间的色彩变化相对关系不变，使得一幅图像进行色空间转换后，人眼的感受和原稿相同。

　　（2）相对色度法（Relative Colorimetric）

　　·色域压缩：采用方法（1）

　　·阶调压缩：采用方法（2）

　　·白点映射：采用方法（2）

　　在视觉范围内，正常观察者的眼睛感知的颜色不是绝对的，而总是和背景及周围环境有关。因此这种颜色匹配方法颜色的复制是相对于纸白的，即中性应部分a*和b*的值不为0，而是和白纸一样有同样的色彩偏差。使用这种方法颜色将被均匀地、精确地复制。

　　（3）饱和度法（Saturation）

　　·色城压缩：采用方法（2）

　　·阶调压缩：采用方法（2）

　　·白点映射：采用方法（2）

　　这种方法是源于商业版画的再现而提出的，它不只看颜色复制的精确性，最重要的是使颜色要有很高的色彩饱和度和亮度。

　　（4）绝对色度法（Absolute Colorimetric）

　　·色域压缩：采用方法（1）

　　·阶调压缩：采用方法（1）

　　·白点映射：采用方法（1）

　　这种方法使得转换后色城外的颜色和亮度在一定程度上被裁剪了，并且使用和它最近的颜色来代替，源色空间的白点被投影到标准现察者的白点上。

　　三、基于ICC标准的输出设备Profile

　　ICC标准特征描述文件Profile所使用的标签分为3种：必须标签、可选标签和私有标签。

　　ICC标准为输出设备规定其所应该使用的必须标签，分两种情况：单色输出设备Profile（如表1所示）和彩色（RGB或CMYK）输出设备Profile（如表2所示）

　　表1 单色输出设备Profile所需的必要标签

标签名	含 义
ProfileDescripthion Tag	特征描述文件的一般描述
GreyTRCTag	灰度阶调复制曲线
mediaWhitePointTag	介质白点的三刺激值XYZ
copyrightTag	特征描述文件的版本信息

　　表2 彩色（RGB或CMYK）输出设备Profile所德的必要标签

标签名	含 义
prorileDescriptionTag	特征描述文件的一般描述
AToBOTag	设备色空间到PCS空间的转换，用色彩匹配方法0
BtoAOTag	PCS空间到设备色空间的转换，用色彩匹配方法0
gamutTag	检测输入色是否在色域外
At0B1T0g	设备色空间到PCS空间的转换，用色彩匹配方法1
B toA1Tag	PCS空间到设备色空间的转换，用色彩匹配方法1
AtoB2Tag	设备色空间到PCS空间的转换．用色彩匹配方法2
BtoAtoA2Tag	PCS空间到设备色空间的转换．用色彩匹配方法2
mediaWhitePointTag	介质白点的三刺激值XYZ
copyrightTag	特征描述文件的版本信息

　　注：色彩匹配方法0为感觉法、1为相对色度法、2为饱和度法，绝对色度法可由相对色度法转换得到。

　　对于单色输出设备，用一个简星的阶调复制曲线来描述设备的特征就够了。因此只需一个阶调复制曲线即可，其算法模型为：

　　connection＝grayTRC ［device]

　　其中：connection表示PCS空间的非彩色通道；

　　device表示用设备输出的各级灰度值。

　　对于彩色输出设备，其特征描述文件的建立比较复杂，必须标签表中的
AToBOTag、 BtoAOTag、gamutTag、AtoB1Tag、BtoA1Tag、AtoB2Tag及BtoA2Tag标签都要使
用查找表（LUT）。查找表的结构如图3所示。查找表共分为4个部分：一个3×3矩阵（当输入色空间不是XYZ空间时，为单位矩阵）、一组一维输入查找表、一个多维查找表和一组一维输出查找表。并且数据被处理的顺序必须是：

　　3×3矩阵→一维输入查找表→多维查找表（CLUT）→一维输出查找表

　　根据查找表中输入和输出颜色的精度又可将查找表分为8位查找表和16位 查找表。以16位查找表为例对其处理过程做以介绍。

　　16位查找表其每个输入表是由16位无符号整数组成的一维数组，输入表的每个数据都规范化到O～65535之间。整个输入表的大小为：输入通道数×每个输入表的入口数×2。输入表的输出作为多维查找表（CLUT）的输入。

　　为了提高CLUT的精度，要对其进行栅格化。栅格点（GridPoints）的多少直接影响到CLUT的大小，CLUT的大小为：栅格点输入通道数×输出通道数×2。 CLUT的每个输出数据都规化到0～65535之间，为了求得一个非CLUT的输入数据的输出值，必须采取多维插值的方法，这是由CMS系统中的色彩匹配模块CMM完成的。 CLUT表的输出数据作为输出表的输入。

　　每个输出表也是由16位无符号整数组成的一维数组，输出表的每个数据都规范化到O～65535之间。输出表的大小为：输出通道数×每个输出表的入口数×2。数据经输出表变换后即可得到从一个色空间向另一个色空间的转换结果。

　　对于gamutTag标签，其输出表的输出通道只有一个，且输入色在色域范围内时，其输出值为O，输入色不在色域范围内时，输出值为非O。



　　图3 查找表结构示意图

　　四、创建输出设备的ICC特征描述文件Profile的标准色靶

　　设计用于检测输出的色靶，应该从以下3个方面考虑：

　　1．色把应能覆盖印刷所能实现的色域。考虑到输出设备分散性较大，因此色靶包含的色块要多。

　　2．考虑到数据检测以及对系统评价与校正所需的工作量，色块数要适量。这两个相互矛盾的要求使得我们在选择或制作色靶时必须综合考虑这两方面的因素。

　　3.由于色空间的不均匀性，色差分布也是不均匀的，试验结果表明暗调区的色差最大，因此应尽可能采取非均匀分市的色块（特别是色块数较少的情况下）。

　　在国际标准中，有ANSI IT8.7／3和ISO12642用于四色输出的标准检测色靶。其中ANSIT8.7／3定义了具有
1000色块以上的CMYK色靶，可经过曝光、印刷、检测数据，比较彩色图象与印品之间数值而得到输出过程的特征文件。

　　而ISO12642（如图4所示）是一种电子靶，以TIFF格式存储于SCID光盘，该检测色靶总共928个色块，其中包含182个基本油墨色块和746个扩展油墨色块，每个色块大小为1cm x 1cm，分4个图以CMYK数值存储。可用于Windows、Macintosh和SUN平台上。基本油墨色块由两个图组成：第一个国有78个色块，即青、品、黄、黑、白的实地色块，青、品、黄按网点面积率100％、70％、40％、20％ 两两叠印色块和青、品、黄、红、绿、蓝加上实地的黑油墨组成的块以及青、品、黄、黑13 级梯尺；第二个图有104个四色叠印色块，即由青、品、黄、黑油墨按网点面积率的100％、85％、80％、70％、65％、45％、40％、27％、20％、12％、10％、6％等四色叠印而成的。扩展油墨色块也由两个图组成：第一个图共432个色块，分12组，每组有6×6个色块，青、品、黄油墨的网点面积率分别按0％、10％、20％、40％、70％、100％六级变化，黑墨按0％和20％两级变化。第二个图分两部分：第一部分关250个色块，分10组，每组5×5个色块，青、品、黄油墨的网点面积率分别按0％、20％、40％、70％、100％五级变化，黑油墨按40％、60％两级变化。第二部分共64个色块，分4组，每组有4×4个色块，青、品、黄油墨的网点面积率分别按0％、40％、70％、100％四级变化，黑油墨网点面积率为80％。

　　五、实现ICC输出设备特片描述文件Profile的基本方法
　　1．设定输出参数，如纸张．油墨、输出分辨率、输出摸式等（可在PhotOshop中完成）。

　　2. 用输出设备输出标准色靶并测量各色块的三刺激值（LAB值或XYZ值）。测量时，光源采用D50，且每个色块最少测量3次，取奖平均值作为该色块的色植。

　　3. 建立LAB或XYZ色空间和CMYK色空间之间的转换关系。根据前面介绍的输出设备Profile所需的必要标签AtoBnTas（n=0、1、2）和BtoAnTag （n＝0、1、2）的结构确定LAB或XYZ色空间和CMYK色空间之间的转换关系，其中的多维查找表可采用聂格伯尔方程活、多维插值法、神经网络法等方法建立转换关系。

　　4、创建输出设备特征描述文件Profile。根据建立的转换关系及ICC格式填写特征描述文件要求的数据，即可生成基于ICC标准的输出设备的特征描述文件Profile。

　　现在用于创建ICC输出设备特征描述文件的软件有很多，如Linotype－Hell公司的PrintOpenICC、LOGO公司的ProfieMakerProfessional及ColorSolutions公司的ColorBlind Professional和ColorBlind ICC Print等，利用它们可以方便地生成输出设备的特征描述文件Profile。但是国外这些软件价格非常昂贵，而我们国内还没有一套比较完善的专门用于创建ICC特征描述文件Profile的色彩管理系统软件，因此很有必要加强这方面的研究，以尽早开发出我们国家的色彩管理系统软件。

[时间：2002-02-05  作者：景翠宁 胡涛 张二虎  来源：中国印刷]