基于云计算的图片颜色调节系统

范诗帆 刘小兵 潘学文 扈乐华 段华斌

[摘    要]为解决远程会议多个设备需要同时显示同一图片时，由于设备硬件参数不同导致图片失真问题，设计一种基于云计算的颜色调节系统。该系统包括云计算服务器、发送终端和接收终端。发送终端将图片传云服务器，云服务器连接所有接收终端。云计算服务器通过色彩空间同步模块、显示分区模块、显示调节模块、色准分析模块、色彩校准模块对各接收终端图片进行色彩校准，从而实现图片在各个终端显示效果尽可能一致，降低各终端显示同一图片时色准差距。

[关键词]云计算;图片颜色调节;终端显示

[中图分类号]TP391.41 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2021）08–00–02

[Abstract]In order to solve the problem of image distortion caused by different hardware parameters of the equipment when multiple devices need to display the same picture at the same time in a remote meeting， a color adjustment system based on cloud computing is designed. The system includes a cloud computing server， a sending terminal and a receiving terminal. The sending terminal transmits the picture to the cloud server， and the cloud server connects to all receiving terminals. The cloud computing server performs color calibration on the pictures of each receiving terminal through the color space synchronization module， display partition module， display adjustment module， color alignment analysis module， and color calibration module， so that the display effect of the pictures on each terminal is as consistent as possible， and the display of each terminal is reduced. The color accuracy of the same picture is different.

[Keywords]cloud computing; picture color adjustment; terminal display

色彩是由人的眼睛对于不同光波频率的感受。特别在设计领域，对于色彩十分敏感，尤其在后疫情时代乙方通过远程会议为甲方展示成果，在多台设备显示同一画面，需要保证显示色彩的准确性和统一性。而现实情况是，在多台设备展示同一幅图片时，显示设备的硬件水平，如屏幕分辨率或像素间距参差不齐，导致甲方看到的效果与实际设计差距很大，影响甲方的判断。因此本文设计的基于云计算的图片颜色调节系统在多个接收终端显示同一图片时，能够在保证颜色显示准确的前提下，对于各个显示设备进行色彩调节，以保证多个设备显示效果的一致性。

1 系统架构设计

本系统架构由云计算服务器、发送终端和接收终端组成。①发送终端将待共享的图片上传至云计算服务器，云计算服务器获取连接的所有接收终端，色彩空间同步模块将所有的接收终端的色彩空间进行统一，保证色域相同，并根据各个接收终端中的显示屏硬件参数的不同对显示屏进行分区，构建出一个个用于调节色彩的校准区域。②将云计算服务器获取图片和顯示屏的相关数据，将上传的图片传输至接收终端，并根据客户的需求将图片显示在显示屏上，确定图片显示的位置;针对图片在各个显示屏上不同的显示情况，云计算服务器根据显示图片的校准区域对图片的色彩分布进行提取和计算，得到各个显示屏的显示图片的校准区域的色准情况，并生成对应的色准分析报告。③通过色彩校准模块根据色准分析报告对校准区域进行针对性、多轮的调色，让图片在不同的显示屏上显示的色准保持一致，本系统架设计如图1所示。

2 系统功能设计与实现

2.1 云计算服务器

云计算服务器包括5个模块：色彩空间同步模块、显示分区模块、显示调节模块、色准分析模块、色彩校准模块。

2.1.1 色彩空间同步模块

用于将所有显示图片的接收终端的显示标准进行统一。色彩空间同步具体步骤。

（1）获取所有连接至云计算服务器的接收终端。

（2）获取各个接收终端的适配的色彩空间种类。

（3）最终选择所有接收终端均适配的色彩空间作为标准色彩模式，并将各个接收终端均调节至标准色彩模式。当所有接收终端均适配的色彩空间不止一个时，优先级从高至低依次为sRGB>AdobeRGB>NTSC>DCI-P3，且选择优先级最高的作为标准色彩模式。各个所述接收终端的校准区域的区域大小的最大差值不超过20%。

色彩空间同步模块在统一接收终端的显示标准时，先获取所有连接至云计算服务器的接收终端，再获取各个接收终端适配的色彩空间种类，最终选择所有接收终端均适配的色彩空间作为标准色彩模式，并将各个接收终端均调节至标准色彩模式。当所有接收终端均适配的色彩空间不止一个时，优先级从高至低依次为sRGB>AdobeRGB>NTSC>DCI-P3，且选择优先级最高的作为标准色彩模式。如共有3台接收终端连接至云计算服务器，而这3台接收终端均支持sRGB标准，因此就选用sRGB作为标准，若均支持AdobeRGB和DCI-P3，因为AdobeRGB优先级较高，则选择AdobeRGB作为标准。对色彩模式进行统一，可防止使用不同色彩空间造成的色差，有效避免显示效果区别大的问题。

2.1.2 显示分区模块

显示分区模块用于将所有接收终端的显示屏分成多个用于色彩校准的校准区域，且分区的具体方法为：获取各个显示屏的屏幕尺寸以及长宽比例，根据长宽比例将显示屏分为Q行P列，共Q×P个大小相同的校准区域;各个接收终端的校准区域的区域大小的最大差值不超过20%。显示屏的分区多少和单个分区的大小取决于显示屏的分辨率以及面板尺寸，分辨率越高，分区的数量也就越多，面板尺寸越大，单个分区的面积也就越大。且分区的数量越多，调色的效率也越高。

2.1.3 显示调节模块

显示调节模块用于根据用户的选择对图片的显示进行调节，用于将所有接收端的显示屏分成多个用于色彩校准的校准区域。调节具体步骤。

（1）获取显示屏的最高分辨率Lm，并将显示屏左下角的像素点作为缩放点，以缩放点为原点，以屏幕横向的边为x轴，纵向的边为y轴，建立坐标系。

（2）获取待共享的图片的分辨率Lt，并以图片左下角的像素点为图片的原点，将图片的原点与缩放点对齐，将图片按分辨率1∶1的比例在显示屏进行显示。

（3）比较图片分辨率与显示屏的分辨率的大小，判断在1∶1比例显示时，显示屏是否能够完全显示图片，若能够完全显示，则可进行放大操作，若不能够完全显示，则进行拖动操作。

（4）进行放大操作时，以缩放点为缩放中心，以y轴和x轴的方向为放大方向，将图片等比例放大N倍，其中N=n2，n为正整数，且满足在n的最大取值时，图片完全显示在显示屏上，根据n的所有取值计算出N的取值范围，作为放大倍数供用户选择，在用户确定放大倍数后，对图片在y轴和x轴上均放大n倍。

（5）进行拖动操作时，保持图片按1∶1比例显示，并提醒用户通过控制设备进行图片的拖动，经用户确认后固定图片位置。

2.1.4 色准分析模块

在显示调节模块完成调节后，对图片显示区域的色准进行检测和分析，生成色准分析报告。色准分析报告生成具体步骤。

（1）根据图片的显示区域，获取显示屏用于显示图片的所有校准区域;根据各校准区域对图片进行分区，得到图片分区并与对应校准区域进行关联。

（2）提取各個图片分区内所有像素点的RGB值并进行去重，再统计该图片分区内各RGB值的占比α，筛除占比小于R%的RGB值后，根据RGB值的占比从大至小进行排序，选取前i种颜色并计算其各个颜色的占比β，并将RGB值转化为LAB值，将Lab值作为该图片分区的标准颜色试样。

（3）以步骤（2）中的标准颜色试样为标准，通过色差检测装置对校准区域进行检测，获得该校准区域的ΔL、Δa和Δb，计算各校准区域的ΔE，得到该校准区域的标准颜色色差集合E，并根据占比β计算E的加权平均数，若小于2，则将该校准区域的颜色准确性标记为良，若大于2，则将校准区域的颜色准确性标记为差。

（4）筛选出标记为差的校准区域，并将对应的ΔL、Δa、Δb以及色差集合E记录为色准分析报告，作为分析结果。

2.1.5 色彩校准模块

色彩校准模块根据色准分析模块的分析结果对各个接收终端的色彩进行校准;色彩校准模块获取色准分析报告，将颜色准确性为差的校准区域依次对ΔL、Δa以及Δb进行调色，如果ΔL为正，则色彩校准模块降低1%该校准区域的明度，如果ΔL为负，则色彩校准模块增加1%该校准区域的明度;如果Δa为正，色彩校准模块选择降低1%该校准区域的红色的值或增加1%该校准区域的绿色的值中的一种，如果Δa为负，色彩校准模块选择增加1%该校准区域的红色的值或降低1%该校准区域的绿色的值中的一种。色彩校准模块在校准的选择方法为，若调整前，红色的值低于50%，则对绿色的值进行调节，若绿色的值低于50%，则对红色的值进行调节。如果Δb为正，色彩校准模块选择增加该校准区域的蓝色的值，如果Δb为负，色彩校准模块选择降低该校准区域的蓝色的值。完成ΔL、Δa以及Δb的校准后，记为完成一次校准区域的校准，在完成一次校准区域的校准后，提示用户是否继续调节，若计时内未做选择，则继续进行调节，如每次校准后，倒数3 s，并在调节完成后，再次计算，并统计小于2的校准区域数量，若小于2的校准区域数量增加，则继续调节，若小于2的校准区域数量减少，则恢复至上一次调节前的配置。通过多轮的调节，每次调节幅度较小，可保证色准调节的效果，且用户可自由控制，在需要时手动停止调节，即可所有显示屏的所有校准区域经上述Step处理后，可保证图片显示在各个显示屏上显示效果尽可能一致，缩小不同显示屏显示统一图片的色彩差距。

2.2 发送终端

将图片上传至云计算服务器，包括显示屏和操作模块。

2.3 接收终端

与云计算服务器连接并接收图片，包括显示屏和操作模块。

3 结束语

设计了一种基于云计算服务的图片颜色调节系统，实现了在多个接收终端显示发送端共享的同一图片时，可以根据接收终端和共享图片的具体参数，为用户提供合理的放大和拖动选项，保证图片显示的准确性，同时通过对接收终端显示图片区域进行针对性的分析和调色，能够在保证色准的前提下降低多个接收终端在显示同一图片时的色准差距。

参考文献

[1] 蒋春花.浅析CIE1931和CIE1976中的sRGB、NTSC色域[J].电子质量，2018（2）：54-56.

[2] 还璟文.浅谈图片的色彩调整[J].大众文艺，2013（8）：87.