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通过分析用于测量光谱响应的输出数据来分析数码相机的颜色特征(一)

发布时间:2019-02-26 11:27:00 点击:

介绍

这项工作的背景是德国摄影杂志希望有一种方法来测量数码相机的色彩再现质量,以及它们集成在色彩管理工作流程中的能力。对于扫描仪,表征不那么困难,因为它们总是使用相同的光源,并且再现的照相材料中的颜色具有非常相似的特性。在数字摄影中,照明条件随每个场景而变化,并且场景中的颜色可以与照相材料中固有的颜色完全不同。因此,表征数字静态图像相机的理想方法是测量其光谱响应。然后可以通过仅知道传感器的光谱照射来计算RGB值。这正是分辨率测试卡IEC TC100 / 61966-9“多媒体系统和设备第9部分:数码相机中的颜色测量和管理”工作草案提出的内容。我们已经开始工作后发布了该标准的工作草案,以确定这是否是表征数码相机色彩再现的可能方式。

测试方法

该测试方法需要适应具有自动白平衡和曝光控制的消费者相机,以及允许手动设置这些值的单反相机和数码相机后背。 因此,选择一种方法来从单个图像中获得整个视觉光谱的光谱响应。 这将排除测量时不同的白平衡和曝光设置的问题。

可以通过衍射光栅,棱镜或连续干涉滤光器的照射来创建整个可见光谱的图像。 在该测试中,使用由Carl Zeiss生产的干涉滤光器。

图一 测量的示意性安排

2 带有连续干扰滤波器的测试图

为了获得连续光谱,使用卤素灯和Ulbricht积分球来照射干涉滤光器。 大多数可用的数码相机都针对日光照明进行了优化。 因此,使用日光转换滤光器来实现图3中所示的相对光谱照度。

3 干涉滤光片的相对光谱照度

结合视角测量干涉滤光器的光谱透射率。 由于大多数消费者相机使用自动曝光控制,因此在滤光器周围放置了前照式灰色图表。 该图表包含用于确定相对光电转换功能的灰度,该功能是排除相机中图像处理的非线性效应所需的。

4 相对光电转换功能;相机:佳能PowerShot A5

使用Adobe Photoshop插件分析图片,并将得到的数据转换成光谱响应的曲线。

5 具有标记分析区域的干涉滤光器的图像

使用不同的相机和不同的红外阻挡滤光器重复测量,以观察它们对结果的影响。 一些相机的蓝色通道在红色和近红外线具有显着的高透射率。 通过使用红外阻挡滤波器,红色通道的响应按预期降低,但红色通道的响应没有。 令人惊讶的是,在某些情况下它甚至增加了。 这种行为的解释是处理相机中的颜色值,以克服传感器的光谱透射问题。

6.来自Leica的有和没有IRa阻挡滤波器的RGB值的比较;相机:佳能PowerShot A5

7.使用不同文件格式的RGB值比较;相机:佳能PowerShot A5

这是通过分析测量结果发现的一个问题,但可能还有其他一些未知的问题。 为了进一步分析数据,拍摄具有已知着色剂(IT-8目标)的场景,并将实际RGB值与计算的RGB值进行比较。 通过使用光谱响应测量的结果来计算IT-8测试图的预期相机RBG数据。 它们由以下公式表示:

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