Аппроксимация спектров отражения искусственно окрашенных поверхностей методом главных компонент

Спектр отражения поверхности – необходимая информация для расчета цветовых координат в колориметрических системах Международной комиссии по освещению (МКО), например Lab или XYZ. Эти значения определяют цветовые ощущения стандартного наблюдателя. На их основе оценивается точность цветовоспроизведения, которая регламентируется международными стандартами для различных отраслей промышленности. Простые и точные методы аппроксимации спектров востребованы при разработке эффективных измерительных систем для технологических процессов получения искусственно окрашенных поверхностей. Заданный цвет поверхности можно получить заранее подготовленной красочной смесью либо полиграфическим автотипным способом – управляя площадью периодических микроэлементов-точек, печатающихся четырьмя основными красками. Варианты линейной аппроксимации спектров для смесевых красочных систем на сегодняшний день достаточно хорошо изучены. Метод главных компонент (МГК) обеспечивает хорошую точность аппроксимации уже при использовании 4–6 базисных функций. В литературных источниках не удалось обнаружить данных об аналогичных исследованиях для автотипных систем. Таким образом, сравнительный анализ точности аппроксимации с помощью МГК спектральных кривых для смесевых и автотипных систем представляет несомненный интерес. В работе рассмотрены различные варианты наилучшей квадратичной аппроксимации 24 спектров стандартной цветовой шкалы ColorChecker (X-Rite) и 1944 спектров отражения полей автотипной тестовой шкалы, отпечатанной на цифровой печатной машине. Сравнение производится по трем видам отклонений: цветовому, среднеквадратичному и максимальному. Установлено, что системы спектров смесевых красок существенно отличаются от спектров автотипных систем, причем последние структурно проще и лучше моделируются. Для наиболее точной аппроксимации спектров отражения требуется индивидуальный подход к каждой технологической системе. В автотипных системах репрезентативной набор может состоять из нескольких десятков спектров. По-видимому, нельзя предложить универсальный набор базисных векторов для аппроксимации спектров отражения широкого круга систем промышленного получения заданного цвета поверхностей.