一种分色页面描述灰度光栅化的方法.pdf

本发明涉及一种分色页面描述灰度光栅化的方法，属于印前领域的图形、图像和文字处理技术。在现有技术中，分色页面描述进行灰度光栅化处理将得到多个光栅图像，每个图像对应一个颜色部分的输出结果，用户无法直观地了解整个页面的内容。本发明所述的方法采用了分色图像合成的技术。采用本发明所述的方法，不仅可以让用户直观地了解整个页面的内容，而且还可以使蒙色页面描述进行灰度光栅化处理时叠印效果非常正确，最后还能使得分色页面描述和蒙色页面描述的输出结果在视觉上达到一致。

1.  一种分色页面描述灰度光栅化的方法，包括以下步骤：
(1)逻辑页识别、物理页光栅化：输入分色页面描述，首先根据分色页面描述中的着色剂信息确定当前物理页的颜色属性以及所属的逻辑页，然后把物理页光栅化成灰度的图像数据，最后输出物理页的光栅图像数据以及其逻辑页和颜色属性；
(2)颜色合成：找到属于同一逻辑页的所有灰度光栅图像数据，然后结合其颜色属性合成彩色光栅数据；
(3)彩色转灰度：把步骤(2)合成后的彩色光栅数据转换成灰度光栅数据，完成分色页面描述的灰度光栅化。

2.  如权利要求1所述的一种分色页面描述灰度光栅化的方法，其特征在于：步骤(2)中颜色合成时加入对专色的处理。

3.  如权利要求1或2所述的一种分色页面描述灰度光栅化的方法，其特征在于：步骤(3)中对彩色光栅数据先进行校色，然后再转换成灰度光栅数据。

4.  如权利要求3所述的一种分色页面描述灰度光栅化的方法，其特征在于：利用一个多维查找表进行插值计算，同时完成校色过程和彩色转灰度过程。

一种分色页面描述灰度光栅化的方法
技术领域
本发明属于印前领域的图形、图像和文字处理技术，具体涉及一种分色页面描述灰度光栅化的方法。
背景技术
组成页面的所有图形、图像、文字对象统称为图形对象。页面描述是图形对象的集合，图形对象的描述方法分为分色(Separated)和蒙色(Composite)两种。所有图形对象在页面上呈现时需要指定在给定颜色空间下的一个颜色值。在大多数颜色空间中，颜色值是由多个颜色分量组成的，例如：在红、绿、蓝(简称RGB)颜色空间中白色用R＝255，G＝255，B＝255来表示，而在青、品、黄、黑(简称CMYK)颜色空间中白色表示为C＝0，M＝0，Y＝0，K＝0。所谓分色页面描述指的是把同一逻辑页中的图形对象的各个颜色部分以灰度图形对象的方式存放于多个物理页中。而蒙色页面描述指的是同一逻辑页中的图形对象的所有颜色部分以彩色图形对象的方式存放于同一个物理页中。
图1表示一个逻辑页面，同时也是相应的蒙色页面描述的页面结果。一个逻辑页面的蒙色页面描述只有一个物理页。
图2至图5表示图1所示的逻辑页面在CMYK颜色空间下的分色页面描述结果。它有四个物理页，分别表示逻辑页中青(Cyan)、品(Magenta)、黄(Yellow)、黑(Black)四个颜色部分。
在实际工作中如果输出的颜色空间不发生变化，那么分色页面描述文件的光栅化过程完全不依赖于光栅图像处理器(Raster Image Processor，简称RIP)内部的颜色空间转换能力和叠印处理能力，这样就能够得到稳定可靠的色彩输出结果和叠印效果，因此分色页面描述广泛地应用于国内外的印前(Prepress)领域。
分色页面描述的光栅化过程，目前已知的方法是：以物理页为光栅化和输出的最小单位。例如，如果图1所示页面的分色页面描述输出到黑白打印机上，那么结果将是图2至图5的四个图像分别打印到打印介质上，形成四个页面。这种方法的缺点在于：这种分色输出方式使得用户无法直观地了解整个页面的内容，所以并不适合某些应用，例如：校样，即检查页面，此时用户希望的结果是如图6，也就是每个图形对象的颜色值转化为灰度值后成像的结果。
如果用户需要直观地了解整个页面的内容而需要灰度输出结果时，目前唯一的做法是被迫重新生成蒙色页面描述文件，然后再进行灰度光栅化、驱动打印机输出。但是，这种做法也有缺点，即当页面的图形对象叠印时，蒙色输出效果不正确，如图8至图10所示。
现有技术中，目前还没有涉及分色页面描述灰度光栅化的处理方法，也没有发现任何产品提供了此项功能。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是：提出一种分色页面描述灰度光栅化的方法，可以使用户在分色页面描述灰度光栅化时直观地了解整个页面的内容，同时能够非常准确地反映图形对象的叠印效果。
为达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种分色页面描述灰度光栅化的方法，包括以下步骤：
(1)逻辑页识别、物理页光栅化：输入分色页面描述，首先根据分色页面描述中的着色剂信息确定当前物理页的颜色属性以及所属的逻辑页，然后把物理页光栅化成灰度的图像数据，最后输出物理页的灰度光栅图像数据以及其逻辑页和颜色属性；
(2)颜色合成：找到属于同一逻辑页的所有灰度光栅图像数据，然后结合其颜色属性合成彩色光栅数据；
(3)彩色转灰度：把步骤(2)合成后的彩色光栅数据转换成灰度光栅数据，完成分色页面描述的灰度光栅化。
进一步，为使本发明具有更好的效果：在步骤(2)中颜色合成时加入对专色的处理，使得最终的灰度输出结果和印刷结果更加接近。
更进一步，为使本发明具有更好的效果：在步骤(3)中对彩色光栅数据先进行校色，然后再转换成灰度光栅数据。加入色彩校正(简称校色)环节有两个目的：使得最终的灰度输出结果在颜色上更加准确，和使得最终的灰度输出结果在颜色上和蒙色页面描述在视觉上达到一致。最常用的校色方法是国际色彩联盟推荐的校色方法，简称ICC校色。
更进一步，在步骤3中利用一个多维查找表进行插值计算，同时完成校色过程和彩色转灰度过程。这种方法不仅能够达到颜色校正的效果，而且还能大大提高处理的速度。
本发明的效果在于：用户在分色页面描述灰度光栅化时可以直观地了解整个页面地内容，同时还可以很好地模拟页面中图形对象的叠印效果，而且还可以使得同一个页面的分色页面描述和蒙色页面描述在灰度输出时在视觉上颜色是一致的。
附图说明
图1是一个普通彩色页面示意图；
图2是图1中青色部分，即分色页面描述中的第一个物理页示意图；
图3是图1中品色部分，即分色页面描述中的第二个物理页示意图；
图4是图1中黄色部分，即分色页面描述中的第三个物理页示意图；
图5是图1中黑色部分，即分色页面描述中的第四个物理页示意图；
图6是分色页面描述文件的光栅化效果示意图；
图7是本发明的处理流程图；
图8是彩色页面的叠印效果示意图；
图9是用户期望的灰度光栅化效果示意图；
图10是使用蒙色文件实际输出的效果示意图。
具体实施方式
下面结合附图说明，对本发明作进一步的描述：
如图7所示，一种分色页面描述灰度光栅化的方法，包括以下步骤：
(1)逻辑页识别、物理页光栅化：输入分色页面描述，首先根据分色页面描述中的着色剂(Colorant)信息和其他附件信息确定当前物理页的颜色属性以及所属的逻辑页，这是由于在分色描述中每个物理页的图形对象都是用灰度描述的，然后把物理页生成光栅化成灰度的图像数据，本处理过程的输出是物理页的光栅图像数据以及其逻辑页和颜色属性；
这里颜色属性有两种可能：一是CMYK颜色空间下的处理色，即是青、品、黄、黑中的一个；二是非处理色，即专色，此时需要获取其在CMYK颜色空间下的替代色信息。
(2)颜色合成：找到属于同一逻辑页的所有光栅图像数据，然后结合其颜色属性合成彩色图像数据。对于非专色图像，以CYMK颜色空间为例，假设坐标(x，y)处，青色图像的像素值为C(x，y)，品色图像的像素值为M(x，y)，黄色图像的像素值为Y(x，y)，黑色图像的像素值为K(x，y)，那么合成后彩色图像在(x，y)处的像素值为：
(C(x，y)，M(x，y)，Y(x，y)，K(x，y))
其中，0＜＝C(x，y)，M(x，y)，Y(x，y)，K(x，y)＜＝1。
由于在分色页面描述生成时，叠印的效果已经被处理过了，因此分色点阵的简单合成就能准确地反映页面叠印的效果。
(3)彩色转灰度，把步骤(2)合成后的彩色光栅数据转换成灰度光栅数据，本实施例中采用的转换公式如下：假定坐标(x，y)处合成后的像素取值为(c，m，y，k)，那么转换后的灰度光栅数据G为
        G(x，y)＝1.0-F(k+0.3×c+0.59×m+0.11×y)，
其中，其中F(x)＝x，如果0＜＝x＜＝1；F(x)＝1，如果x＞1。注意此时灰度值0表示纯黑。
上述处理方法完全忽略了专色信息。这种处理方法对于大多不包含专色信息或者专色信息很少的页面是可以接受的。但是有些页面专色信息是不能忽略的，为此我们需要在上述步骤2中加入专色的颜色合成处理环节。处理方法如下：
对于专色图像，为了正确地获得含专色的分色页面描述灰度光栅化输出的效果，可以在颜色合成过程中加入专色处理环节，如果某个灰度点阵数据的颜色属性是处理色之外的专色，那么应该首先找到该专色的处理替代色，例如：在CMYK颜色空间下，专色红色表示为(C＝0，M＝100，Y＝100，K＝100)，然后再和每个像素的灰度值相乘，把最后的结果叠加到彩色图像的对应像素上。本处理的最终输出结果是颜色空间通常为CMYK颜色空间下的彩色图像数据。计算方法如下：
假设原来坐标(x，y)处专色合并之前的像素值为(C(x，y)，M(x，y)，Y(x，y)，K(x，y))；在专色图像上坐标(x，y)处的像素灰度值为g，0＜g＜1；该专色的替代色为(c，m，y，k)，其中0＜＝c，m，y，k＜＝1，那么合并后图像坐标(x，y)处像素取值为：(F(C(x，y)+c×g)，F(M(x，y)+m×g)，F(Y(x，y)+y×g)，F(K(x，y)+k×g))
其中F(x)＝x，如果0＜＝x＜＝1；F(x)＝1，如果x＞1。
同样的，专色合成步骤很好地模拟了专色叠印时的透明效果，根除了蒙色打印中专色叠印的问题。
为使本发明具有更好的效果：在步骤(3)中可以对彩色光栅数据先进行校色，然后再转换成灰度光栅数据。加入色彩校正(简称校色)环节有两个目的：使得最终的灰度输出结果在颜色上更加准确，和使得最终的灰度输出结果在颜色上和蒙色页面描述灰度输出的结果在视觉上达到一致。最常用的校色方法是国际色彩联盟推荐的校色方法，简称ICC校色。
ICC校色具体实施方法如下：
1)把每个像素的颜色取值(c，m，y，k)进行ICC校色，得到一个新的颜色值(c1，m1，y1，k1)
2)然后把(c1，m1，y1，k1)进行彩色转灰度的转换，具体操作见上述步骤(3)中的描述。
ICC校色虽然能够取得较好的色彩模拟效果，但是由于加入了ICC校色的环节，使得上述步骤3的处理速度变慢。为此我们提出一种新的处理方法：利用一个多维查找表进行插值计算，同时完成校色过程和彩色转灰度过程。这种方法不仅能够达到颜色校正的效果，而且大大提高的处理的速度。
首先说明多维查找表的构成：我们假设(c，m，y，k)，其中0＜＝c，m，y，k＜＝1，构成了四维空间的一个单位立方体，我们把这个单位立方体的每条边平均分成n份，即获得了n+1个采样点，这样就把这个单位立方体分成了n×n×n×n大小均等的小立方体。这些立方体共有(n+1)×(n+1)×(n+1)×(n+1)个顶点。这些顶点是：(k1/n，k2/n，k3/n，k4/n)，其中0＜＝k＜＝n。我们将预先设定这些颜色值转换后的灰度值，并把这些颜色值存成一个表，也就是多维查找表。
对于任意一个(c，m，y，k)，0＜＝c，m，y，k＜＝1，那么它一定落在某个小立方体中。我们把这个小立方体的每个维度放大n倍，然后并且通过平移变成单位立方体，那么插值的计算方法如下：
假定像素值(c，m，y，k)校色后的值为C(c，m，y，k)，其中0＜＝c，m，y，k＜＝1，0＜＝C(c，m，y，k)＜＝1(函数的取值为一个灰度值)；已知C(m1，m2，m3，m4)，其中m1，m2，m3，m4＝0或者1(四维空间中单位立方体的顶点对应的灰度值)，那么：
C(c，m，y，k)＝C(1，1，1，1)×c×m×y×k+C(1，1，1，0)×c×m×y×(1-k)
+C(1，1，0，1)×c×m×(1-y)×k+C(1，1，0，0)×c×m×(1-y)×(1-k)
+C(1，0，1，1)×c×(1-m)×y×k+C(1，0，1，0)×c×(1-m)×y×(1-k)
+C(1，0，0，1)×c×(1-m)×(1-y)×k+C(1，0，0，0)×c×(1-m)×(1-y)×(1-k)
+C(0，1，1，1)×(1-c)×m×y×k+C(0，1，1，0)×(1-c)×m×y×(1-k)
+C(0，1，0，1)×(1-c)×m×(1-y)×k+C(0，1，0，0)×(1-c)×m×(1-y)×(1-k)
+C(0，0，1，1)×(1-c)×(1-m)×y×k+C(0，0，1，0)×(1-c)×(1-m)×y×(1-k)
+C(0，0，0，1)×(1-c)×(1-m)×(1-y)×k+C(0，0，0，0)×(1-c)×(1-m)×(1-y)×(1-k)
注意公式中出现的C(c，m，y，k)，其中c，m，y，k＝0或者1是这个单位立方体的顶点转换后的灰度值，它们预先存放在前述的多维查找表中。这样，通过多维查找表和上面的计算公式就得到了校色后的灰度值。
通过以上实施例，可以看出本发明的效果是：用户不仅可以直观地了解整个分色页面的内容，而且还可以使蒙色页面描述进行灰度光栅化处理时叠印效果非常正确，还能使得分色页面描述和蒙色页面描述的输出结果在视觉上达到一致。这样使分色页面描述在印前工艺中流程更加通畅，结果的一致性更好。