CN100589170C - 用于移动终端的颜色管理方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于移动终端的颜色管理方法及装置。其中,该方法包括以下步骤:S102,校正移动终端的显示屏幕或摄像头的参数;S104,建立显示屏幕或摄像头的颜色特性文件;以及S106,存储颜色特性文件,在移动终端显示图像的情况下,使用颜色特性文件对图像校正后进行显示。通过本发明,可以达到“所见即所得”的效果,并可以通过软件有效补偿硬件性能带来的色偏问题,从而缩短研发周期缩短,方便工程实现。

Description

用于移动终端的颜色管理方法及装置
技术领域
本发明涉及通信领域,更具体地涉及一种用于移动终端的颜色管理方法及装置。
背景技术
手机中的色彩还原性包括两个方面:彩色显示屏幕的色彩表现能力;摄像头拍摄图片的色彩还原能力。评价高端手机性能的一个重要指标就是它的色彩表现能力和还原能力,用户往往会通过直接的视觉感受来判断该项能力的高低,我们经常可以发现在PC机上显示正常的图片,在手机上显示就失真了,需要用户通过调整亮度、饱和度、色相等参数来达到较好的显示效果。手机摄像机拍摄的图像传到PC机里看和原稿差异较大,需要后期用图像处理软件重新调整。
目前,绝大多数手机制造厂家只是在硬件上下功夫,期望通过增加硬件的性能或者通过软件校正一组参数来提高手机的色彩能力,但是我们都知道,同一厂家同一型号的硬件产品都是有差异性的,即使同一硬件在不同时间和环境下的硬件参数也是不一样的。不能简单地使用同一种调整参数来处理,这样是无法真正地保证手机摄像机拍摄的图片在其他的输出设备(如显示器、打印机、其他手机等)上能够如实地还原出来。
1993年,世界上著名的开发商Adobe、Agfa、Apple、Kodak、FOGRA、Microsoft、Sun Microsystem等公司发起并成立了国际彩色联盟(International Color Consortium,简称ICC)。他们致力于建立、推广和鼓励公开的、跨平台的、中立性的色彩管理系统并制定了ICC Profile规范,并且一直在不断修订和完善。2003年9月又公布了最新版本的File Format for Color Profiles(Version 4.1.0),截至目前,国际颜色协会已经拥有超过70个会员,全球著名的颜色设备、颜色处理软件和操作系统的制造商都陆续加入到了这个开放式的颜色管理系统中。应用这个标准的色彩管理系统可以使得各家的产品在各个领域应用时可以互相协调,保值一致。这个标准的色彩管理系统经过ISO的认证成为色彩管理的国际标准。这个标准的色彩管理系统的核心是ICC Profile,我们把它称为色彩特性文件。ICCProfile简单来说就是某一彩色设备的色彩特性描述的文件,它表示这一特定设备的色彩描述方式与标准色彩空间的对应关系。ICCProfile有七种,分别是输入、输出、显示、驱动连接、色彩空间转换、专色和绝对profile,前三种是比较常用的,其中输入ICC Profile是给扫描仪和数码相机用的,输出ICC Profile是给打印机和菲林记录仪用的,显示ICC Profile是给各种显示器包括LCD和CRT用的。
发明内容
鉴于上述一个或多个问题,本发明提出了一种用于移动终端的颜色管理方法及装置。
根据本发明的一方面,提供了一种用于移动终端的颜色管理方法。该方法包括以下步骤:S102,校正移动终端的显示屏幕或摄像头的参数;S104,建立显示屏幕或摄像头的颜色特性文件;以及S106,存储颜色特性文件,在移动终端显示图像的情况下,使用颜色特性文件对图像校正后进行显示。
其中,在对显示屏幕进行管理的情况下,在显示屏幕呈像稳定时,开启24级灰度尺和蒙塞尔24色标准色卡来校正显示屏幕。
其中,在对显示屏幕进行管理的情况下,步骤S104包括以下步骤:S1042-1,将最终调整后的24级灰度尺的图像GRB数值与原始标准数值进行归一化和一维线性插值计算;S1044-1,根据最终调整后的蒙塞尔24色标准色卡的图像GRB数值和原始标准图像数值并应用查找表模型,计算系数矩阵;以及S1046-1,按照颜色特性文件的格式生成用于移动终端的显示屏幕的颜色特性文件。
其中,在对摄像头进行管理的情况下,采用ColorChecker DC标准色卡对摄像头进行校正。
其中,在对摄像头进行管理的情况下,步骤S104包括以下步骤:S1042-2,读取摄像头拍摄的图像的每一色块中间四分之一面积的平均像素值,并将平均像素值中的最大值进行归一化;S1044-2,根据ColorChecker DC标准色卡的实际值和原始值并应用查找表模型获取TRC调整曲线和系数矩阵;以及S1046-2,按照特性文件格式生成摄像头的成像部分的颜色特性文件。
其中,查找表模型为ICC国际色彩联盟制定的File Format forColor Profiles标准认可的查找表模型。
根据本发明的另一方面,提供了一种用于移动终端的颜色管理装置。该装置包括:参数校正单元,用于校正移动终端的显示屏幕或摄像头的参数;颜色特性文件建立单元,用于建立显示屏幕或摄像头的颜色特性文件;以及图像校正单元,存储颜色特性文件,在移动终端显示图像的情况下,使用颜色特性文件对图像校正后进行显示。
其中,在对显示屏幕进行管理的情况下,参数校正单元采用24级灰度尺和蒙塞尔24色标准色卡来校正显示屏幕。
其中,在对摄像头进行管理的情况下,参数校正单元采用ColorChecker DC标准色卡对摄像头进行校正。
其中,颜色特性文件创建单元包括:归一化单元,用于在创建显示屏幕的颜色特性文件的情况下,将最终调整后的24级灰度尺的图像GRB数值与原始标准数值进行归一化和一维线性插值计算;在创建摄像头的颜色特性文件的情况下,读取摄像头拍摄的图像的每一色块中间四分之一面积的平均像素值,并将平均像素值中的最大值进行归一化;系数获取单元,用于在创建显示屏幕的颜色特性文件的情况下,根据最终调整后的蒙塞尔24色标准色卡的图像GRB数值和原始标准图像数值并应用查找表模型,计算系数矩阵;在创建摄像头的颜色特性文件的情况下,根据ColorChecker DC标准色卡的实际值和原始值并应用查找表模型获取TRC调整曲线和系数矩阵;以及文件创建单元,用于按照颜色特性文件的格式生成用于移动终端的显示屏幕或摄像头的颜色特性文件。
其中,查找表模型为ICC国际色彩联盟制定的File Format forColor Profiles标准认可的查找表模型。
本发明涉及运算量小、复杂度较低、适合于软件实现;可以通过软件大大增加硬件的性能,补偿硬件带来的偏色等不足;并且对期望用户的要求不高,易于操作。另外,通过本发明,可以达到“所见即所得”的效果,并可以通过软件有效补偿硬件性能带来的色偏问题,从而缩短研发周期缩短,方便工程实现。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本申请的一部分,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1A至图1C是根据本发明实施例的用于移动终端的颜色管理方法及其步骤的流程图;
图2是ICC国际色彩联盟指定的File Format for Color Profiles(Version 4.1.0)标准中认可的查找表模型;
图3是ICC Profile文件的总体结构;
图4是根据本发明实施例的移动终端的显示屏幕的图像颜色管理方法的流程图;
图5是根据本发明实施例的移动终端的摄像头的图像颜色管理方法的流程图;以及
图6是根据本发明实施例的用于移动终端的颜色管理装置的框图。
具体实施方式
下面参考附图,详细说明本发明的具体实施方式。
本发明提出了一种通过ICC Profile设备特性文件来管理移动终端中的颜色性能的方法。其中,移动终端中的颜色性能包括显示屏的色彩表现能力和摄像头拍摄图片的色彩还原能力。
本发明根据ICC国际色彩联盟制定的File Format for ColorProfiles(Version 4.1.0)标准来实现移动终端中颜色的管理,根据用户调整后的结果生成ICC Profile文件,用于对移动终端的图片显示,并将代表移动终端的摄像部分的硬件属性的ICC Profile文件存储在拍摄的图片中,从而可以有效校正由于硬件原因带来的色偏问题。
图1A示出了根据本发明实施例的用于移动终端的颜色管理方法的流程图。如图1A所示,根据本发明实施例的用于移动终端的颜色管理方法包括以下步骤:S102,校正移动终端的显示屏幕或摄像头的参数;S104,建立显示屏幕或摄像头的颜色特性文件;以及S106,存储颜色特性文件,在移动终端显示图像的情况下,使用颜色特性文件对图像校正后进行显示。
在对显示屏幕进行管理的情况下,在显示屏幕呈像稳定时,开启24级灰度尺和蒙塞尔24色标准色卡来校正显示屏幕。如图1B所示,在对显示屏幕进行管理的情况下,步骤S104包括以下步骤:S1042-1,将最终调整后的24级灰度尺的图像GRB数值与原始标准数值进行归一化和一维线性插值计算;S1044-1,根据最终调整后的蒙塞尔24色标准色卡的图像GRB数值和原始标准图像数值并应用查找表模型,计算系数矩阵;以及S1046-1,按照颜色特性文件的格式生成用于移动终端的显示屏幕的颜色特性文件。
在对摄像头进行管理的情况下,采用ColorChecker DC标准色卡对摄像头进行校正。如图1C所示,在对摄像头进行管理的情况下,步骤S104包括以下步骤:S1042-2,读取摄像头拍摄的图像的每一色块中间四分之一面积的平均像素值,并将平均像素值中的最大值进行归一化;S1044-2,根据ColorChecker DC标准色卡的实际值和原始值并应用查找表模型获取TRC调整曲线和系数矩阵;以及S1046-2,按照特性文件格式生成摄像头的成像部分的颜色特性文件。
其中,查找表模型为ICC国际色彩联盟制定的File Format forColor Profiles标准认可的查找表模型。
图2示出了ICC国际色彩联盟指定的File Format for ColorProfiles(Version 4.1.0)标准中认可的查找表模型。从图2中可看出,这个模型包括一个3×3矩阵、三个一维输入表、一个多维表(CLUT)、三个一维输出表。其中,3×3矩阵是专门针对输入数据的XYZ值的,而手机的色彩空间是RGB,所以这个3×3矩阵被定义为单位阵;每个一维输入表是一个一维数组,将输入的R、G、B值从0~255规化到0~65535之间,分别存储到三个一维数组里;一维输入表的输出是多维表的输入,通过多维表完成从RGB色彩空间向PCS色彩空间的转换,可以采用多种方法创建多维表,该系统使用多项式回归算法,最后的结果也需要规化到0~65535之间;每个输出表也是一维数组,数据经输出表变换后即可得到从一个色彩空间向另一个色彩空间的转换结果。
相对应的3×3矩阵的排列方式为:
e 00 e 01 e 02 e 10 e 11 e 12 e 20 e 21 e 22
这种模型的优点是精度高、灵活性高、适合任何设备,是现在最常用的算法模型,为了进一步提高精度,本发明实施例中采用了3×11矩阵。
图3示出了ICC Profile文件的总体结构。从图3中可以看出,ICC Profile文件结构主要包括三部分:文件头、标签表、和标签元素数据。文件头共占128个字节,主要包括特征文件尺寸、颜色管理模块(CMM)类型、设备颜色空间、PCS空间、色彩匹配方法(Rendering Intent)、及PCS空间的光源(D50)的三刺激值XYZ等。其中,标签表主要包括:特征描述文件Profile中所用的标签总数及各个标签的说明。其中,标签总数占4个字节;每个标签说明占12个字节,前4个字节为标签标识符,中间4个字节为此标签相对于特征描述文件开始处的字节偏移量,后4个字节是此标签元素数据的长度。标签元素数据用于存放设备色空间和PCS空间之间的色空间转换数据。每个标签的尺寸各不相同。
图4示出了根据本发明实施例的移动终端的显示屏幕的图像颜色管理方法的流程图。图4中的移动终端以手机为例进行说明。如图4所示,移动终端的显示屏幕的颜色管理方法包括以下步骤:
S402,对手机的LCD显示屏幕进行校正,这样才能确保在屏幕稳定的呈像状态下测量并生成该显示屏幕的颜色特性文件。其中,需要将手机屏幕打开至少30分钟,这样才能保证屏幕呈像的稳定;将工作间的灯光控制在标准的色温下,最好接近5500K日光色温。
S404,依次打开24级灰度尺和蒙塞尔24色标准色卡,用来调整屏幕的亮度、对比度、中间调、白场以及色彩平衡。
S406,调整屏幕的亮度、对比度、中间调、白场以及色彩平衡,直到满意为止。具体的调整步骤由手机软件的屏幕校正菜单来指导用户一步步地完成。
S408,将最终调整的24级灰度尺的图像RGB数值与原始标准数值进行归一化和一维线性插值计算,得出每个色块的像素RGB的平均值;
S410,将最终调整的蒙塞尔24色标准色卡的图像RGB数值和原始的标准图像数值根据ICC国际色彩联盟制定的File Format forColor Profiles(Version 4.1.0)标准中认可的查找表模型进行计算,此处采用查找表模型的多项式回归法,求出该系数矩阵。
算法描述如式:
X = A 0 + A 1 R + A 2 G + A 3 B + A 4 RG + A 5 RB + A 6 GB + A 2 R 2 + A 8 G 2 + A 9 B 2 + A 10 RGB Y = B 0 + B 1 R + B 2 G + B 3 B + B 4 RG + B 5 RB + B 6 GB + B 7 R 2 + B 8 G 2 + B 9 B 2 + C 10 RGB Z = C 0 + C 1 R + C 2 G + C 3 B + C 4 RG + C 5 RB + C 6 GB + C 7 R 2 + C 8 G 2 + C 9 B 2 + C 10 RGB
S412,按照该标准制定的Profile文件格式生成这部手机LCD彩色显示屏幕的ICC Profile文件。
其中,在查找表模型的必要标签里面,最重要的是AToB标签,所有的颜色转换值都存储在AroB标签中。AToB标签的数据类型为lut8Type、lut16′Type或lutAtoBType。本实施例选用了lut16Type数据类型,输入表是由16位无符号整数组成的一维数组,一共有R、G、B三个一维数组,每个数组有最少2个、最多4096个16位整数,用这些点来表示输入值线性化曲线。输入表的每个数据都规范化到0~65535之间。整个输入表的字节数为:输入通道数×每个输入表的入口数×2。输入表的输出作为多维查找表(CLUT)的输入。
其中,CLUT是整个AtoB标签的重中之重,为了提高CLUT的精度,要对其进行栅格化。栅格点(GridPoints)的多少直接影响到颜色数据转换的精度,点越多数据转换精度越高,但是栅格点的多少也影响数据转换的速度,栅格点越多,数据转换速度越慢,因此要在保证颜色转换精度的前提下尽量减少栅格点的数目。CLUT表的字节数为:栅格点输入通道数×输出通道数×2。CLUT的每个输出数据都规化到0~65535之间,为了求得一个非CLUT(非栅格点)的输入数据的输出值,必须采取多维插值的方法,CLUT表的输出数据作为一维输出表的输入。
输出表和输入表一样,也是由16位无符号整数组成的一维数组,每个数组有最少2个、最多4096个16位整数。输出表的每个数据都规范化到0~65535之间。整个输出表的字节数为:输出通道数×每个输出表的入口数×2。数据经输出表变换后即可得到从一个色空间向另一个色空间的转换结果。
对于手机需要显示的任何图片,采用颜色特征文件进行校正以后再显示,从而可以达到管理手机LCD彩色显示屏幕颜色的目的。
图5示出了根据本发明实施例的移动终端的摄像头的图像颜色管理方法的流程图。如图5所示,移动终端的摄像头的图像颜色管理方法包括以下步骤:
S502,采用ColorChecker DC标准色卡对摄像头进行校正。其中,ColorChecker DC是一个特别为数码影像行业设计的非常适合此行业的颜色测量色板。其包含237个颜色块。使用者能用它测量和还原数码复制品的真实色彩场景、为数码相机制作白平衡、用此表和创建特性文件的软件相结合还能创建数码相机的ICC特性文件。ColorChecker DC具有以下特征:a、整张色表的尺寸是8.5”x14”(21.59cmx35.56cm);b、中心有一个尺寸是2.8cmx2.8cm白色色块;c、在12cmx20cm的范围里有237个色块;d、包括灰阶和位于中心的白色决一共有177个颜色;e、四周有黑色、灰色和白色的控制色快;f、高光样品的颜色包括原色红、绿、蓝,黄、品红、青、黑和白。
S504,分别在正午阳光、阴天、和钨丝灯三种环境光进行标准色卡的拍摄,其中,拍摄标准色卡和拍摄实物时光源色温应一致。需要手动设定白平衡并保证色卡的受光均匀,拍摄时需要正确的曝光,其判断方法是:不调整曝光参数时,色卡的白色色块的RGB数值应在238-243之间,否则需要改变曝光组合重新拍摄。
S506,使用手写笔来确定色卡的左上角和右下角的位置,用软件将图像进行裁减和位置调整。
S508,读取拍摄图像上的每一色块的中间四分之一面积的平均像素值,取最大值进行归一化计算。
S510,根据标准色卡的实际值和原始值进行计算,应用查找表模型得出TRC调整曲线和3*11的系数矩阵。
S512,按照标准规定的ICC Profile文件格式生成三种情况下的手机摄像头成像部分的颜色特征文件。
S514,判断是否存储为带有ICC Profile的图片。
S516,如果存储有带有ICC Profile的图片,则选择相应的ICCProfile文件,并嵌入到图片文件中进行存储。
S518,如果没有存储有带有ICC Profile的图片,则直接存储图片。
采用本发明实施例的用于移动终端的颜色管理方法,与现有手机生产厂家普遍采用的技术相比,在手机颜色控制上取得本质的进步,达到了专业性的效果,节省了硬件上的不断投入,有效地校正了由硬件原因导致的色偏等问题,提高了显示图像和拍摄图像的颜色质量,方便了最终的手机用户,并且进一步保证了拍摄图像在不同的设备中传递时颜色保持一致。
图6示出了根据本发明实施例的用于移动终端的颜色管理装置的框图。如图6所示,根据本发明实施例的用于移动终端的颜色管理装置包括:参数校正单元602,用于校正移动终端的显示屏幕或摄像头的参数;颜色特性文件建立单元604,用于建立显示屏幕或摄像头的颜色特性文件;以及图像校正单元606,存储颜色特性文件,在移动终端显示图像的情况下,使用颜色特性文件对图像校正后进行显示。
其中,在对显示屏幕进行管理的情况下,参数校正单元采用24级灰度尺和蒙塞尔24色标准色卡来校正显示屏幕。在对摄像头进行管理的情况下,参数校正单元采用ColorChecker DC标准色卡对所述摄像头进行校正。
其中,颜色特性文件创建单元604包括:归一化单元6042,用于在创建显示屏幕的颜色特性文件的情况下,将最终调整后的24级灰度尺的图像GRB数值与原始标准数值进行归一化和一维线性插值计算;在创建摄像头的颜色特性文件的情况下,读取摄像头拍摄的图像的每一色块中间四分之一面积的平均像素值,并将平均像素值中的最大值进行归一化;系数获取单元6044,用于在创建显示屏幕的颜色特性文件的情况下,根据最终调整后的蒙塞尔24色标准色卡的图像GRB数值和原始标准图像数值并应用查找表模型,计算系数矩阵;在创建摄像头的颜色特性文件的情况下,根据ColorChecker DC标准色卡的实际值和原始值并应用查找表模型获取TRC调整曲线和系数矩阵;以及文件创建单元6046,用于按照颜色特性文件的格式生成用于移动终端的显示屏幕或摄像头的颜色特性文件。
其中,查找表模型为ICC国际色彩联盟制定的File Format forColor Profiles标准认可的查找表模型。
本发明涉及运算量小、复杂度较低、适合于软件实现;可以通过软件大大增加硬件的性能,补偿硬件带来的偏色等不足;并且对期望用户的要求不高,易于操作。另外,通过本发明,可以达到“所见即所得”的效果,并可以通过软件有效补偿硬件性能带来的色偏问题,从而缩短研发周期,方便工程实现。
当然,本发明还可有其它多种实施例,在不背离本发明精神及实质的情况下,熟悉本领域的技术人员可以对本发明作各种相应的改变和变形,但这些相应的改变和变形都应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于移动终端的颜色管理方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
S102,校正所述移动终端的显示屏幕或摄像头的参数;
S104,建立所述显示屏幕或所述摄像头的颜色特性文件;以及
S106,存储所述颜色特性文件,在所述移动终端显示图像的情况下,使用所述颜色特性文件对所述图像校正后进行显示。
2.根据权利要求1所述的颜色管理方法,其特征在于,在对所述显示屏幕进行管理的情况下,在所述显示屏幕呈像稳定时,开启24级灰度尺和蒙塞尔24色标准色卡来校正所述显示屏幕。
3.根据权利要求2所述的颜色管理方法,其特征在于,在对所述显示屏幕进行管理的情况下,所述步骤S104包括以下步骤:
S1042-1,将最终调整后的24级灰度尺的图像GRB数值与原始标准数值进行归一化和一维线性插值计算;
S1044-1,根据最终调整后的蒙塞尔24色标准色卡的图像GRB数值和原始标准图像数值并应用ICC国际色彩联盟制定的颜色轮廓文件格式标准认可的查找表模型,计算系数矩阵;以及
S1046-1,按照颜色特性文件的格式生成用于所述移动终端的显示屏幕的颜色特性文件。
4.根据权利要求1所述的颜色管理方法,其特征在于,在对所述摄像头进行管理的情况下,采用ColorChecker DC标准色卡对所述摄像头进行校正。
5.根据权利要求1或4所述的颜色管理方法,其特征在于,在对所述摄像头进行管理的情况下,所述步骤S104包括以下步骤:
S1042-2,读取所述摄像头拍摄的图像的每一色块中间四分之一面积的平均像素值,并将所述平均像素值中的最大值进行归一化;
S1044-2,根据所述ColorChecker DC标准色卡的实际值和原始值并应用ICC国际色彩联盟制定的颜色轮廓文件格式标准认可的查找表模型获取TRC调整曲线和系数矩阵;以及
S1046-2,按照所述颜色特性文件的格式生成所述摄像头的成像部分的颜色特性文件。
6.一种用于移动终端的颜色管理装置,其特征在于包括:参数校正单元,用于校正所述移动终端的显示屏幕或摄像头的参数;
颜色特性文件建立单元,用于建立所述显示屏幕或所述摄像头的颜色特性文件;以及
图像校正单元,存储所述颜色特性文件,在所述移动终端显示图像的情况下,使用所述颜色特性文件对所述图像校正后进行显示。
7.根据权利要求6所述的颜色管理装置,其特征在于,在对所述显示屏幕进行管理的情况下,所述参数校正单元采用24级灰度尺和蒙塞尔24色标准色卡来校正所述显示屏幕。
8.根据权利要求6所述的颜色管理装置,其特征在于,在对所述摄像头进行管理的情况下,所述参数校正单元采用ColorChecker DC标准色卡对所述摄像头进行校正。
9.根据权利要求7所述的颜色管理装置,其特征在于,所述颜色特性文件创建单元包括:
归一化单元,用于在创建所述显示屏幕的颜色特性文件的情况下,将最终调整后的24级灰度尺的图像GRB数值与原始标准数值进行归一化和一维线性插值计算;
系数获取单元,用于在创建所述显示屏幕的颜色特性文件的情况下,根据最终调整后的蒙塞尔24色标准色卡的图像GRB数值和原始标准图像数值并应用ICC国际色彩联盟制定的颜色轮廓文件格式标准认可的查找表模型,计算系数矩阵;以及
文件创建单元,用于按照颜色特性文件的格式生成用于所述移动终端的显示屏幕的颜色特性文件。
10.根据权利要求8所述的颜色管理装置,其特征在于,所述颜色特性文件创建单元包括:
归一化单元,在创建所述摄像头的颜色特性文件的情况下,读取所述摄像头拍摄的图像的每一色块中间四分之一面积的平均像素值,并将所述平均像素值中的最大值进行归一化;
系数获取单元,在创建所述摄像头的颜色特性文件的情况下,根据所述ColorChecker DC标准色卡的实际值和原始值并应用ICC国际色彩联盟制定的颜色轮廓文件格式标准认可的查找表模型获取TRC调整曲线和系数矩阵;以及
文件创建单元,用于按照颜色特性文件的格式生成用于所述摄像头的颜色特性文件。
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