RGB 到 CMYK 和反向算法

Question

我正在尝试实施一种解决方案来计算 RGB 和 CMYK 之间的转换，反之亦然。这是我目前所拥有的：

  public static int[] rgbToCmyk(int red, int green, int blue)
    {
        int black = Math.min(Math.min(255 - red, 255 - green), 255 - blue);

        if (black!=255) {
            int cyan    = (255-red-black)/(255-black);
            int magenta = (255-green-black)/(255-black);
            int yellow  = (255-blue-black)/(255-black);
            return new int[] {cyan,magenta,yellow,black};
        } else {
            int cyan = 255 - red;
            int magenta = 255 - green;
            int yellow = 255 - blue;
            return new int[] {cyan,magenta,yellow,black};
        }
    }

    public static int[] cmykToRgb(int cyan, int magenta, int yellow, int black)
    {
        if (black!=255) {
            int R = ((255-cyan) * (255-black)) / 255; 
            int G = ((255-magenta) * (255-black)) / 255; 
            int B = ((255-yellow) * (255-black)) / 255;
            return new int[] {R,G,B};
        } else {
            int R = 255 - cyan;
            int G = 255 - magenta;
            int B = 255 - yellow;
            return new int[] {R,G,B};
        }
    }

Answer 1

要像 Photoshop 那样准确地将值从 RGB 转换为 CMYK，反之亦然，您需要使用 ICC 颜色配置文件。您在互联网上找到的所有简单算法解决方案（如上面发布的）都是不准确的，并且会产生超出 CMYK 色域的颜色（例如，它们将 CMYK(100, 0, 0, 0) 转换为 rgb(0) , 255, 255) 这显然是错误的，因为 rgb(0, 255, 255) 不能用 CMYK 复制）。 查看 java.awt.color.ICC_ColorSpace 和 java.awt.color.ICC_Profile 类以使用 ICC 颜色配置文件转换颜色。 至于颜色配置文件本身，Adobe 免费分发。

Answer 2

正如 Lea Verou 所说，您应该利用色彩空间信息，因为没有将 RGB 映射到 CMYK 的算法。 Adobe 有一些 ICC 颜色配置文件可供下载1，但我不确定它们是如何获得许可的。

一旦你有了类似下面的颜色配置文件就可以完成这项工作：

import java.awt.color.ColorSpace;
import java.awt.color.ICC_ColorSpace;
import java.awt.color.ICC_Profile;
import java.io.IOException;
import java.util.Arrays;


public class ColorConv {
    final static String pathToCMYKProfile = "C:\\UncoatedFOGRA29.icc";

    public static float[] rgbToCmyk(float... rgb) throws IOException {
        if (rgb.length != 3) {
            throw new IllegalArgumentException();
        }
        ColorSpace instance = new ICC_ColorSpace(ICC_Profile.getInstance(pathToCMYKProfile));
        float[] fromRGB = instance.fromRGB(rgb);
        return fromRGB;
    }
    public static float[] cmykToRgb(float... cmyk) throws IOException {
        if (cmyk.length != 4) {
            throw new IllegalArgumentException();
        }
        ColorSpace instance = new ICC_ColorSpace(ICC_Profile.getInstance(pathToCMYKProfile));
        float[] fromRGB = instance.toRGB(cmyk);
        return fromRGB;
    }

    public static void main(String... args) {
        try {
            float[] rgbToCmyk = rgbToCmyk(1.0f, 1.0f, 1.0f);
            System.out.println(Arrays.toString(rgbToCmyk));
            System.out.println(Arrays.toString(cmykToRgb(rgbToCmyk[0], rgbToCmyk[1], rgbToCmyk[2], rgbToCmyk[3])));
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

Answer 3

更好的方法：

    try {
        // The "from" CMYK colorspace
        ColorSpace cmykColorspace = new ICC_ColorSpace(ICC_Profile.getInstance("icc/CoatedFOGRA27.icc"));
        // The "to" RGB colorspace
        ColorSpace rgbColorspace = new ICC_ColorSpace(ICC_Profile.getInstance("icc/AdobeRGB1998.icc"));

        // Bring in to CIEXYZ colorspace (refer to Java documentation: http://docs.oracle.com/javase/1.4.2/docs/api/java/awt/color/ColorSpace.html)
        float[] ciexyz = cmykColorspace.toCIEXYZ(cmyk);
        float[] thisColorspace = rgbColorspace.fromCIEXYZ(ciexyz);
        float[] rgb = thisColorspace;
        Color c = new Color(rgb[0], rgb[1], rgb[2]);

        // Format RGB as Hex and return
        return String.format("#%06x", c.getRGB() & 0xFFFFFF);
    } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); }

Answer 4

为了正确显示 CMYK 图像应包含 color space information 作为 ICC 配置文件。所以最好的方法是使用可以通过Sanselan轻松提取的ICC配置文件：

ICC_Profile iccProfile = Sanselan.getICCProfile(new File("filename.jpg"));
ColorSpace cs = new ICC_ColorSpace(iccProfile);    

如果图像没有附加 ICC 配置文件，我会使用 Adobe profiles 作为默认值。

现在的问题是，您不能只使用 ImageIO 加载具有自定义颜色空间的 JPEG 文件，因为它会抛出异常，抱怨它不支持某些颜色空间或类似的东西。因此，您将不得不使用栅格：

JPEGImageDecoder decoder = JPEGCodec.createJPEGDecoder(new ByteArrayInputStream(data));
Raster srcRaster = decoder.decodeAsRaster();

BufferedImage result = new BufferedImage(srcRaster.getWidth(), srcRaster.getHeight(), BufferedImage.TYPE_INT_RGB);
WritableRaster resultRaster = result.getRaster();

ColorConvertOp cmykToRgb = new ColorConvertOp(cs, result.getColorModel().getColorSpace(), null);
cmykToRgb.filter(srcRaster, resultRaster);

然后您可以在任何需要的地方使用result，它会转换颜色。

但在实践中，我遇到了一些图像（用相机拍摄并用 Photoshop 处理），它们的颜色值以某种方式反转，因此生成的图像总是被反转，即使再次反转它们后它们也太亮了。虽然我仍然不知道如何确定何时使用它（当我需要反转像素值时），但我有一个算法可以校正这些值并逐像素转换颜色：

JPEGImageDecoder decoder = JPEGCodec.createJPEGDecoder(new ByteArrayInputStream(data));
Raster srcRaster =  decoder.decodeAsRaster();

BufferedImage ret = new BufferedImage(srcRaster.getWidth(), srcRaster.getHeight(), BufferedImage.TYPE_INT_RGB);
WritableRaster resultRaster = ret.getRaster();

for (int x = srcRaster.getMinX(); x < srcRaster.getWidth(); ++x)
    for (int y = srcRaster.getMinY(); y < srcRaster.getHeight(); ++y) {

        float[] p = srcRaster.getPixel(x, y, (float[])null);

        for (int i = 0; i < p.length; ++i)
            p[i] = 1 - p[i] / 255f;

        p = cs.toRGB(p);

        for (int i = 0; i < p.length; ++i)
            p[i] = p[i] * 255f;

        resultRaster.setPixel(x, y, p);
    }

我很确定可以使用 RasterOp 或 ColorConvertOp 来提高对话效率，但这对我来说已经足够了。

说真的，没有必要使用这些简化的 CMYK 到 RGB 转换算法，因为您可以使用嵌入到图像中或 Adob​​e 免费提供的 ICC 配置文件。如果不完美（嵌入配置文件），生成的图像会更好看。

Answer 5

public static String makeCMYKString(int color) {
    double red = Color.red(color);
    double green = Color.green(color);
    double blue = Color.blue(color);
    double red1 = red / 255;
    double green1 = green / 255;
    double blue1 = blue / 255;
    double max = (Math.max(Math.max(red1, green1), blue1));
    double K = 1 - max;
    double C = (1 - red1 - K) / (1 - K);
    double M = (1 - green1 - K) / (1 - K);
    double Y = (1 - blue1 - K) / (1 - K);
    double CMYK[] = {C, M, Y, K};
    String cmyk = "CMYK = (" + Math.round(C * 100) + " , " + Math.round(M * 100) + " , " + Math.round(Y * 100) + " , " + Math.round(K * 100) + ")";
    return cmyk;
}

Answer 6

Here 与您的问题相同

这是该页面的副本/意大利面：

/** CMYK to RGB conversion */
/* Adobe PhotoShop algorithm */
cyan = Math.min(255, cyan + black); //black is from K
magenta = Math.min(255, magenta + black);
yellow = Math.min(255, yellow + black);
rgb[0] = 255 - cyan;
rgb[1] = 255 - magenta;
rgb[2] = 255 - yellow;


/* GNU Ghostscript algorithm -- this is better*/
int colors = 255 - black;
rgb[0] = colors * (255 - cyan)/255;
rgb[1] = colors * (255 - magenta)/255;
rgb[2] = colors * (255 - yellow)/255;