介紹

這項(xiàng)工作的背景是德國(guó)攝影雜志希望有一種方法來測(cè)量數(shù)碼相機(jī)的色彩再現(xiàn)質(zhì)量，以及它們集成在色彩管理工作流程中的能力。對(duì)于掃描儀，表征不那么困難，因?yàn)樗鼈兛偸鞘褂孟嗤墓庠?，并且再現(xiàn)的照相材料中的顏色具有非常相似的特性。在數(shù)字?jǐn)z影中，照明條件隨每個(gè)場(chǎng)景而變化，并且場(chǎng)景中的顏色可以與照相材料中固有的顏色完全不同。因此，表征數(shù)字靜態(tài)圖像相機(jī)的理想方法是測(cè)量其光譜響應(yīng)。然后可以通過僅知道傳感器的光譜照射來計(jì)算RGB值。這正是分辨率測(cè)試卡IEC TC100 / 61966-9“多媒體系統(tǒng)和設(shè)備第9部分：數(shù)碼相機(jī)中的顏色測(cè)量和管理”工作草案提出的內(nèi)容。我們已經(jīng)開始工作后發(fā)布了該標(biāo)準(zhǔn)的工作草案，以確定這是否是表征數(shù)碼相機(jī)色彩再現(xiàn)的可能方式。

測(cè)試方法

該測(cè)試方法需要適應(yīng)具有自動(dòng)白平衡和曝光控制的消費(fèi)者相機(jī)，以及允許手動(dòng)設(shè)置這些值的單反相機(jī)和數(shù)碼相機(jī)后背。 因此，選擇一種方法來從單個(gè)圖像中獲得整個(gè)視覺光譜的光譜響應(yīng)。 這將排除測(cè)量時(shí)不同的白平衡和曝光設(shè)置的問題。

可以通過衍射光柵，棱鏡或連續(xù)干涉濾光器的照射來創(chuàng)建整個(gè)可見光譜的圖像。 在該測(cè)試中，使用由Carl Zeiss生產(chǎn)的干涉濾光器。

圖一 測(cè)量的示意性安排

圖2 帶有連續(xù)干擾濾波器的測(cè)試圖

為了獲得連續(xù)光譜，使用鹵素?zé)艉?/span>Ulbricht積分球來照射干涉濾光器。 大多數(shù)可用的數(shù)碼相機(jī)都針對(duì)日光照明進(jìn)行了優(yōu)化。 因此，使用日光轉(zhuǎn)換濾光器來實(shí)現(xiàn)圖3中所示的相對(duì)光譜照度。

圖3 干涉濾光片的相對(duì)光譜照度

結(jié)合視角測(cè)量干涉濾光器的光譜透射率。 由于大多數(shù)消費(fèi)者相機(jī)使用自動(dòng)曝光控制，因此在濾光器周圍放置了前照式灰色圖表。 該圖表包含用于確定相對(duì)光電轉(zhuǎn)換功能的灰度，該功能是排除相機(jī)中圖像處理的非線性效應(yīng)所需的。

圖4 相對(duì)光電轉(zhuǎn)換功能;相機(jī)：佳能PowerShot A5

使用Adobe Photoshop插件分析圖片，并將得到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成光譜響應(yīng)的曲線。

圖5 具有標(biāo)記分析區(qū)域的干涉濾光器的圖像

使用不同的相機(jī)和不同的紅外阻擋濾光器重復(fù)測(cè)量，以觀察它們對(duì)結(jié)果的影響。 一些相機(jī)的藍(lán)色通道在紅色和近紅外線具有顯著的高透射率。 通過使用紅外阻擋濾波器，紅色通道的響應(yīng)按預(yù)期降低，但紅色通道的響應(yīng)沒有。 令人驚訝的是，在某些情況下它甚至增加了。 這種行為的解釋是處理相機(jī)中的顏色值，以克服傳感器的光譜透射問題。

圖6.來自Leica的有和沒有IRa阻擋濾波器的RGB值的比較;相機(jī)：佳能PowerShot A5

圖7.使用不同文件格式的RGB值比較;相機(jī)：佳能PowerShot A5

這是通過分析測(cè)量結(jié)果發(fā)現(xiàn)的一個(gè)問題，但可能還有其他一些未知的問題。 為了進(jìn)一步分析數(shù)據(jù)，拍攝具有已知著色劑（IT-8目標(biāo)）的場(chǎng)景，并將實(shí)際RGB值與計(jì)算的RGB值進(jìn)行比較。 通過使用光譜響應(yīng)測(cè)量的結(jié)果來計(jì)算IT-8測(cè)試圖的預(yù)期相機(jī)RBG數(shù)據(jù)。 它們由以下公式表示：