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地图设色辅助决策系统的建立与颜色传输理论的应用

作　者: 史瑞芝
导　师: 张清浦
学　校: 解放军信息工程大学
专　业: 地图制图学与地理信息工程
关键词: 数字出版彩色管理颜色空间转换色域压缩地图设色分级效果评价所见即所得
分类号: P283
类　型: 博士论文
年　份: 2001年
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内容摘要

本文主要研究了数字地图出版条件下颜色的表示方法、颜色空间转换及色域压缩的方法、颜色失真的原因与解决方案，结合全军地图出版生产的需要，研制开发了集专题地图设色、设色分级效果评价和彩色管理功能为一体的地图设色辅助决策系统。该论文的侧重点在于如何将颜色传输理论运用到地图出版系统中，以完善地图出版系统的功能。颜色空间转换是将与设备有关的RGB、CMYK颜色空间转换到与设备无关的CIE L~*a~*b~*颜色空间上，以L~*a~*b~*颜色空间为桥梁，实现各颜色空间之间的相互转换。主要采用了矩阵计算、物理模型（Demishel模型和Coaxial模型）转换、黑箱模型转换、查表插值转换（立方体内插法、三角柱内插法、四面体内插法）等处理方法。色域压缩是将一种设备所能描述的颜色空间范围压缩到另一设备所能描述的颜色空间范围内，进行颜色空间压缩是在CIE L~*a~*b~*颜色空间中进行的。主要处理方法有：色度匹配色域压缩（适用于图形）、饱和度匹配色域压缩（适用于实地基调的高彩度图像）、色觉匹配色域压缩（适用于连续调图像）、亮度匹配色域压缩（适用于彩度较低的图像）和色相匹配色域压缩（适用于连续调图像）。通过颜色空间转换与色域压缩处理之后，颜色传输过程中“所见即所得”的程度可用如下方法来评价：基于色知觉的主观评价法、基于测量值的测色评价法、基于嗜好色的记忆评价法、基于解析测度的客观评价法、基于统计测度的客观评价法等。各种评价方法都可以从不同的角度对颜色的再现性做出定性的或定量的评价。颜色传输理论的具体应用对象是在MAPGIS平台上进行二次开发的地图设色辅助决策系统。该系统中的彩色管理模块通过对颜色空间转换模型进行建模，生成了高精度的颜色空间坐标的对应关系，能够实现与Photoshop相当的彩色管理水平。该系统的地图设色模块是以数字地图制图与出版的理论技术为依托开发研制的，能够实现等值线图、等值区图、等类型图、行政区划图的交互式或自动式设色，其中等值线图设色可以在专家设色方案库的支持下进行。该系统的地图设色分级效果评价模块以地图设计和颜色心理认知理论为基础设计的，通过定量描述对被测试者的测试结果，可以将主观评价印象进行定量化，是视觉评价理论中一种较新颖的技术方法。

全文目录

第一章绪论  7-29
  第一节地图出版系统的特点及存在的问题  7-9
  第二节开发地图设色辅助决策系统的基本思想  9-11
    一、该系统的构成模块与主要功能  9-10
    二、该系统与Mapgis系统的关系  10-11
  第三节颜色传输理论在地图出版中的重要地位  11-16
    一、数字出版技术的特征  11-12
    二、颜色在数字图像出版技术中的地位  12
    三、颜色传输理论研究内容的发展及应用情况  12-15
    四、颜色传输理论研究中存在的问题  15-16
    五、论文研究的重点及主要解决的问题  16
  第四节常用的颜色表示方法  16-29
    一、表色空间  16-22
    二、媒体的表色特征与颜色失真现象  22-27
    三、解决颜色失真的对策  27-29
第二章彩色管理功能的实现  29-57
  第一节彩色管理的主要内容  29-33
    一、设备定标  29
    二、特征描述  29-33
    三、颜色转换  33
  第二节颜色空间转换与色域压缩  33-46
    一、颜色空间转换方法与模型  33-42
    二、色域压缩方法  42-46
  第三节系统中颜色转换模型的建立  46-54
    一、颜色空间转换与色域压缩关系的建立  47-49
    二、颜色空间转换与色域压缩关系向Mapgis系统的引入  49-50
    三、专色混色模型的建立  50-52
    四、对Mapgis色库中调色板的改进  52-54
  第四节出版中“所见即所得”的实现  54-57
    一、显示器之间颜色的“所见即所得”  54
    二、显示器对印刷品的“所见即所得”  54-55
    三、显示器对数字打样的“所见即所得”  55
    四、数字打样对印刷品的“所见即所得”  55-57
第三章地图设色与数据库管理功能的实现  57-69
  第一节地图设色数据库的原理与技术  57-60
    一、对分层设色图的专家方案分析  58-59
    二、专家方案的分类  59
    三、数据库的数据组织  59-60
    四、数据库的数据管理  60
  第二节实现地图设色功能的主要原理与技术  60-69
    一、等值线图设色的原理与技术  60-66
    二、等值区图设色的原理与技术  66-67
    三、等类型图设色的原理与技术  67
    四、行政区划图设色的原理与技术  67-69
第四章地图设色分级效果评价  69-74
  第一节设色分级效果评价模块设计的理论依据  69-72
    一、颜色信息的有效性  69
    二、照度与颜色视觉的关系  69-70
    三、颜色分级及分级数量  70-71
    四、分级数与色相的关系  71-72
    五、基本色记忆的颜色识别方法  72
  第二节设色分级效果评价模块的设计原理  72-74
第五章扩大色域的方法  74-85
  第一节喷墨打样色域的扩大  74-81
    一、使用六种颜色打样  74
    二、使用并置加色法混色  74-81
  第二节印刷色域的扩大  81-85
    一、增大色域的印刷方法  81-82
    二、对高精细印刷和FM印刷的分析  82-85
第六章成果测试与实验分析  85-110
  第一节评价颜色再现性的理论与方法  85-97
    一、基于色知觉的主观评价法  86-87
    二、基于测色的颜色再现性评价  87-88
    三、基于嗜好的颜色再现评价方法  88-89
    四、基于解析测度的客观评价法  89-93
    五、基于统计测度的客观评价  93-97
  第二节对颜色转换模型精度的测试  97-110
    一、该系统与原MAPGIS系统间的颜色显示对比实验  97-107
    二、 “与设备无关”的颜色传输机制的有效性实验  107-108
    三、对转换模型精度的分析  108-110
第七章结论  110-112
参考文献  112-115
附录一作者在读期间取得的成果  115-117
附录二建立专色混色模型的基础数据  117-130
附录三专家设色方案库主表  130-131
附录四专家设色方案库付表  131-136
致谢  136

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