CIE 168-2005 CRITERIA FOR THE EVALUATION OF EXTENDED-GAMUT COLOUR ENCODINGS《扩展色度色彩编码的评估标准》.pdf

1、ISBN 3 901 906 42 8 CRITERIA FOR THE EVALUATION OF EXTENDED-GAMUT COLOUR ENCODINGS CIE 168:2005 UDC: 535.64 Descriptor: Colour systems, colour theories THE INTERNATIONAL COMMISSION ON ILLUMINATION The International Commission on Illumination (CIE) is an organisation devoted to international co-opera

2、tion and exchange of information among its member countries on all matters relating to the art and science of lighting. Its membership consists of the National Committees in 38 countries and one geographical area and of 4 associate members. The objectives of the CIE are : 1. To provide an internatio

3、nal forum for the discussion of all matters relating to the science, technology and art in the fields of light and lighting and for the interchange of information in these fields between countries. 2. To develop basic standards and procedures of metrology in the fields of light and lighting. 3. To p

4、rovide guidance in the application of principles and procedures in the development of international and national standards in the fields of light and lighting. 4. To prepare and publish standards, reports and other publications concerned with all matters relating to the science, technology and art i

5、n the fields of light and lighting. 5. To maintain liaison and technical interaction with other international organisations concerned with matters related to the science, technology, standardisation and art in the fields of light and lighting. The work of the CIE is carried on by seven Divisions eac

6、h with about 20 Technical Committees. This work covers subjects ranging from fundamental matters to all types of lighting applications. The standards and technical reports developed by these international Divisions of the CIE are accepted throughout the world. A plenary session is held every four ye

7、ars at which the work of the Divisions and Technical Committees is reviewed, reported and plans are made for the future. The CIE is recognised as the authority on all aspects of light and lighting. As such it occupies an important position among international organisations. LA COMMISSION INTERNATION

8、ALE DE LECLAIRAGE La Commission Internationale de lEclairage (CIE) est une organisation qui se donne pour but la coopration internationale et lchange dinformations entre les Pays membres sur toutes les questions relatives lart et la science de lclairage. Elle est compose de Comits Nationaux reprsent

9、ant 38 pays plus un territoire gographique, et de 4 membres associs. Les objectifs de la CIE sont : 1. De constituer un centre dtude international pour toute matire relevant de la science, de la technologie et de lart de la lumire et de lclairage et pour lchange entre pays dinformations dans ces dom

10、aines. 2. Dlaborer des normes et des mthodes de base pour la mtrologie dans les domaines de la lumire et de lclairage. 3. De donner des directives pour lapplication des principes et des mthodes dlaboration de normes internationales et nationales dans les domaines de la lumire et de lclairage. 4. De

11、prparer et publier des normes, rapports et autres textes, concernant toutes matires relatives la science, la technologie et lart dans les domaines de la lumire et de lclairage. 5. De maintenir une liaison et une collaboration technique avec les autres organisations internationales concernes par des

12、sujets relatifs la science, la technologie, la normalisation et lart dans les domaines de la lumire et de lclairage. Les travaux de la CIE sont effectus par 7 Divisions, ayant chacune environ 20 Comits Techniques. Les sujets dtudes stendent des questions fondamentales, tous les types dapplications d

13、e lclairage. Les normes et les rapports techniques labors par ces Divisions Internationales de la CIE sont reconnus dans le monde entier. Tous les quatre ans, une Session plnire passe en revue le travail des Divisions et des Comits Techniques, en fait rapport et tablit les projets de travaux pour la

14、venir. La CIE est reconnue comme la plus haute autorit en ce qui concerne tous les aspects de la lumire et de lclairage. Elle occupe comme telle une position importante parmi les organisations internationales. DIE INTERNATIONALE BELEUCHTUNGSKOMMISSION Die Internationale Beleuchtungskommission (CIE)

15、ist eine Organisation, die sich der internationalen Zusammenarbeit und dem Austausch von Informationen zwischen ihren Mitgliedslndern bezglich der Kunst und Wissenschaft der Lichttechnik widmet. Die Mitgliedschaft besteht aus den Nationalen Komitees in 38 Lndern und einem geographischen Gebiet und a

16、us 4 assoziierten Mitgliedern. Die Ziele der CIE sind : 1. Ein internationaler Mittelpunkt fr Diskussionen aller Fragen auf dem Gebiet der Wissenschaft, Technik und Kunst der Lichttechnik und fr den Informationsaustausch auf diesen Gebieten zwischen den einzelnen Lndern zu sein. 2. Grundnormen und V

17、erfahren der Metechnik auf dem Gebiet der Lichttechnik zu entwickeln. 3. Richtlinien fr die Anwendung von Prinzipien und Vorgngen in der Entwicklung internationaler und nationaler Normen auf dem Gebiet der Lichttechnik zu erstellen. 4. Normen, Berichte und andere Publikationen zu erstellen und zu ve

18、rffentlichen, die alle Fragen auf dem Gebiet der Wissenschaft, Technik und Kunst der Lichttechnik betreffen. 5. Liaison und technische Zusammenarbeit mit anderen internationalen Organisationen zu unterhalten, die mit Fragen der Wissenschaft, Technik, Normung und Kunst auf dem Gebiet der Lichttechnik

19、 zu tun haben. Die Arbeit der CIE wird in 7 Divisionen, jede mit etwa 20 Technischen Komitees, geleistet. Diese Arbeit betrifft Gebiete mit grundlegendem Inhalt bis zu allen Arten der Lichtanwendung. Die Normen und Technischen Berichte, die von diesen international zusammengesetzten Divisionen ausge

20、arbeitet werden, sind von der ganzen Welt anerkannt. Tagungen werden alle vier Jahre abgehalten, in der die Arbeiten der Divisionen berprft und berichtet und neue Plne fr die Zukunft ausgearbeitet werden. Die CIE wird als hchste Autoritt fr alle Aspekte des Lichtes und der Beleuchtung angesehen. Auf

21、 diese Weise unterhlt sie eine bedeutende Stellung unter den internationalen Organisationen. Published by the COMMISSION INTERNATIONALE DE LECLAIRAGE CIE Central Bureau Kegelgasse 27, A-1030 Vienna, AUSTRIA Tel: +43(1)714 31 87 0, Fax: +43(1)714 31 87 18 e-mail: ciecbping.at WWW: http:/www.cie.co.at

22、/ CIE 2005 All rights reserved ISBN 3 901 906 42 8 CRITERIA FOR THE EVALUATION OF EXTENDED-GAMUT COLOUR ENCODINGS CIE 168:2005 UDC: 535.64 Descriptor: Colour systems, colour theories CIE 168:2005 This Technical Report has been prepared by CIE Technical Committee 8-05 of Division 8 Image Technology a

23、nd has been approved by the Board of Administration of the Commission Internationale de lEclairage for study and application. The document reports on current knowledge and experience within the specific field of light and lighting described, and is intended to be used by the CIE membership and other

24、 interested parties. It should be noted, however, that the status of this document is advisory and not mandatory. The latest CIE proceedings or CIE NEWS should be consulted regarding possible subsequent amendments. Ce rapport technique a t labor par le Comit Technique CIE 8-05 de la Division 8 Techn

25、ologie des images et a t approuv par le Bureau de la Commission Internationale de lEclairage, pour tude et emploi. Le document expose les connaissances et lexprience actuelles dans le domaine particulier de la lumire et de lclairage dcrit ici. Il est destin tre utilis par les membres de la CIE et pa

26、r tout les intresss. Il faut cependant noter que ce document est indicatif et non obligatoire. Il faut consulter les plus rcents comptes rendus de la CIE, ou le CIE NEWS, en ce qui concerne des amendements nouveaux ventuels. Dieser Technische Bericht ist von CIE Technischen Komitee 8-05 der Division

27、 8 Bildverarbeitung ausgearbeitet und vom Vorstand der Commission Internationale de lEclairage gebilligt worden. Das Dokument berichtet ber den derzeitigen Stand des Wissens und Erfahrung in dem behandelten Gebiet von Licht und Beleuchtung; es ist zur Verwendung durch CIE-Mitglieder und durch andere

28、 Interessierte bestimmt. Es sollte jedoch beachtet werden, da das Dokument eine Empfehlung und keine Vorschrift ist. Die neuesten CIE-Tagungsberichte oder das CIE NEWS sollten im Hinblick auf mgliche sptere nderungen zu Rate gezogen werden. Any mention of organisations or products does not imply end

29、orsement by the CIE. Whilst every care has been taken in the compilation of any lists, up to the time of going to press, these may not be comprehensive. Toute mention dorganisme ou de produit nimplique pas une prfrence de la CIE. Malgr le soin apport la compilation de tous les documents jusqu la mis

30、e sous presse, ce travail ne saurait tre exhaustif. Die Erwhnung von Organisationen oder Erzeugnissen bedeutet keine Billigung durch die CIE. Obgleich groe Sorgfalt bei der Erstellung von Verzeichnissen bis zum Zeitpunkt der Drucklegung angewendet wurde, ist es mglich, da diese nicht vollstndig sind

31、. CIE 2005 All rights reserved II CIE 168:2005 The following members of TC 8-05, “Communication of Colour Information“ took part in the preparation of this technical report. The committee comes under Division 8 “Image Technology“. Members: Raja Bala United States Robert Buckley United States (Chair

32、from 2000) Mark Gorzynski United States Hiroaki Ikegami Japan Naoya Katoh Japan Stefan Livens Belgium Lindsay MacDonald Great Britain (Chair till 2000) Todd Newman United States Michael Pointer Great Britain Kevin Spaulding United States Ingeborg Tastl United States Klara Wenzel Hungary Advisors: Gu

33、stav Braun United States Jim King United States Danny Rich United States III CIE 168:2005 CONTENTS SUMMARY V RESUME V ZUSAMMENFASSUNG VI1. INTRODUCTION 1 2. COLOUR GAMUT METRICS 2 2.1 Target colour gamut definitions 2.2 Colour encoding gamut descriptors 6 2.3 Colour gamut metric definitions 9 2.3.1

34、Metric 1: Colour encoding gamut volume 2.3.2 Metric 2: Percentage of target colour gamut represented within colour encoding gamut 13 2.3.3 Metric 3: Percentage of colour encoding gamut volume used to encode target colour gamut 2.3.4 Metric 4: Percentage of colour encoding code values used to encode

35、target colour gamut 14 3. QUANTIZATION METRICS 18 3.1 Quantization interval for single code value change 18 3.2 Quantization efficiency 25 4. HUE CONSTANCY WHEN APPLYING NON-LINEAR TONE SCALE MODIFICATIONS TO RGB COLOUR VALUES 28 5. COMPLEXITY OF TRANSFORM TO/FROM IMPORTANT COLOUR SPACES 37 6. ADDIT

36、IONAL PROPOSED CRITERIA 38 6.1 Perceptual isometry 38 6.2 Compressibility 6.3 Compatibility with existing industrial practice 39 6.4 Others 39 7. REFERENCES 40 8. BIBLIOGRAPHY APPENDIX A. CALCULATION OF OPTIMAL SURFACE COLOUR GAMUT 42 APPENDIX B. PLOTS OF COLOUR ENCODING VS. REAL WORLD SURFACE COLOU

37、R GAMUT 46 APPENDIX C. PLOTS OF COLOUR ENCODING VS. OPTIMAL SURFACE COLOUR GAMUT 49 APPENDIX D. PLOTS OF COLOUR ENCODING VS. LEGAL COLOUR GAMUT (SPECTRUM-LOCUS) 52 APPENDIX E. PLOTS OF COLOUR ENCODING VS. CRT COLOUR GAMUT 55 APPENDIX F. PLOTS OF COLOUR ENCODING VS. PHOTOGRAPHIC PRINT COLOUR GAMUT 58

38、 APPENDIX G. TERMINOLOGY 61 IV CIE 168:2005 CRITERIA FOR THE EVALUATION OF EXTENDED-GAMUT COLOUR ENCODINGS SUMMARY The CIE TC 8-05 terms of reference include defining a “minimal set of standard colour spaces that addresses a wide range of imaging applications“. One set of applications that was ident

39、ified by the committee required the use of extended-gamut colour encodings. This document defines a set of objective metrics for evaluating the characteristics of output-referred extended-gamut colour encodings. Detailed metrics have been developed to evaluate a number of important attributes of ext

40、ended-gamut colour encodings. These criteria include: gamut volume characteristics, colour quantization characteristics, hue constancy when applying non-linear tone scale modifications to RGB colour values, complexity of transformation required to and from typical standard spaces (sRGB, ICC PCS, etc

41、.). The relative importance of the individual metrics will vary on an application-by-application basis. As a result, the committee concluded that the actual evaluation of candidate colour encodings for use in particular applications should be left to other standards bodies that are more closely alig

42、ned with the relevant industry segments, and therefore would be better able to define the appropriate application-dependent requirements. Note that Matlab scripts and data sets used to calculate many of the metrics described in this report can be downloaded from: http:/www.colour.org/tc8-05/document

43、s.html (see item entitled “CIE TC8-05 Color Encoding Criteria Matlab Scripts“). This information will also be archived at CIE Central Bureau. CRITERES DEVALUATION DES ENCODAGES COULEUR A GAMME ETENDUE RESUME Un domaine dactivit du comit TC 8-05 concerne la dfinition dun ensemble minimal despaces cou

44、leur standards applicable une grande varit dapplications dimagerie. Un ensemble dapplications qui fut identifi par le comit ncessitait lemploi dencodages couleur gamme tendue. Ce document dfinit un ensemble de mesures objectives de performances pour valuer les caractristiques des encodages couleur g

45、amme tendue rfrs la sortie. Des mesures dvaluation dtailles ont t dveloppes pour des attributs importants des encodages couleur gamme tendue. Ces critres comprennent: les caractristiques du volume de la gamme, les caractristiques de la quantification couleur, la constance des tonalits chromatiques l

46、orsquon applique des modifications non linaires dchelle de nuances aux composantes RVB, la complexit des transformations de passage , ou en provenance de, un espace standard typique (sRGB, ICC, PCS etc.). Limportance relative de telle ou telle mtrique varie dune application lautre. En consquence, le

47、 comit a conclu que lvaluation dfinitive dencodages couleur candidats en vue dapplications particulires devrait tre laisse dautres organismes de normalisation plus prs des segments industriels viss, et donc plus mme de dfinir les exigences appropries aux applications. Notez que des scripts Matlab ai

48、nsi que des fichiers-donnes utiles aux calculs de plusieurs des mesures de performances dcrites dans ce rapport peuvent tre tlcharges du site http:/www.colour.org/tc8-05/documents.html (voir la rubrique “CIE TC8-05 Color Encoding Criteria Matlab Scripts“). Cette information sera galement archive au

49、Bureau Central de la CIE. V CIE 168:2005 MERKMALE ZUR BEWERTUNG VON FARBRUMEN MIT VERGRSSERTEM FARBUMFANG ZUSAMMENFASSUNG Der Arbeitsbereich von CIE TC 8-05 umfat auch die Bestimmung einer kleinstmglichen Serie von Farbrumen, die ein breites Feld von Bildverarbeitungsanwendungen anspricht. Das Komitee hat eine Reihe von A