CN102611821A - 一种反射扫描仪的动态范围自动检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的一种反射扫描仪的动态范围自动检测方法,具体按照以下步骤实施:建立色彩转换查找表;测量IT8.7/2色靶灰阶的CIELab值,建立标准动态范围表;灰度模式扫描IT8.7/2色靶,建立扫描仪的动态范围表;彩色模式扫描IT8.7/2色靶,建立扫描仪的彩色分量动态范围表;计算扫描仪动态范围及不可分辨的灰块数,将结果可视化显示。本发明的方法为反射扫描仪的动态范围提供了全面的自动检测手段,有助于反射扫描仪的质量评价及正确选择和使用。
Description
技术领域
本发明属于扫描仪的质量检测技术领域,涉及一种扫描仪质量检测方法,具体涉及一种反射扫描仪的动态范围自动检测方法。
背景技术
扫描仪是计算机的一种数字化输入设备。动态范围是描述扫描仪质量的重要参数。扫描仪的动态范围是指扫描仪所能记录的明暗范围,通常是指从接近纯白到纯黑的范围,即扫描仪所能测量到的最亮与最暗颜色之间的差值,动态范围反映着扫描仪再现色调细微变化的能力,特别是暗调层次和亮调细节,动态范围值越大,再现图像细微变化的能力越强,能使用户从原稿的高亮区和暗区中正确捕捉到真实色彩层次的细节,而不会牺牲图像质量。评价扫描仪质量最关键的是检查它的动态范围。检测反射扫描仪动态范围,一种方法是用反射扫描仪扫描色靶IT8.7/2,然后用眼睛在显示器上观察IT8.7/2色靶图像上的灰阶部分,看有多少个灰块人眼不能区分,不能区分的灰块越多,扫描仪的动态范围就越小,再现色调细微变化的能力就越差;另一种方法是用图像处理软件查看IT8.7/2色靶图像上的灰阶,例如在Photoshop中,将光标从灰阶标号为1的灰块开始,依次移动,直到灰阶标号为22的灰块,同时查看每个灰块在Info面板上显示的Lab颜色模式中的L值,与IT8.7/2色靶的灰阶标准L值相比,如果相邻两个灰块的L值的差小于IT8.7/2色靶相应两个灰块的L值的差并且小于等于1时,就认为这两个灰块不可区分,此方法可以定量判断不能区分的灰块,但需要人工手动查找并计算。
发明内容
本发明的目的是提供一种反射扫描仪的动态范围自动检测方法,解决了现有反射扫描仪的动态范围依靠人工手动检测,费时费力的问题。
本发明所采用的技术方案是,一种反射扫描仪的动态范围自动检测方法,具体按照以下步骤实施:
步骤1:建立色彩转换查找表;
步骤2:测量IT8.7/2色靶灰阶的CIELab值,建立标准动态范围表;
步骤3:灰度模式扫描IT8.7/2色靶,建立扫描仪的动态范围表;
步骤4:彩色模式扫描IT8.7/2色靶,建立扫描仪的彩色分量动态范围表;
步骤5:计算扫描仪动态范围及不可分辨的灰块数,将结果可视化显示。
本发明的特点还在于,
其中的步骤1建立色彩转换查找表,具体按照以下步骤实施:
令中性灰色Grey=R=G=B,其中Grey的取值范围为0,1,2,......,255,在该范围内取M个值,使用这M个中性灰色Grey=R=G=B值在Photoshop的拾色器中读取相对应的M个L值,获得中性灰色Grey与L的查找表数据,建立中性灰色Grey到L的查找表;红分量R的取值范围为0,1,2,......,255,在该范围内取M个值,使用这M个红分量R值,并且令G=B=0,在Photoshop的拾色器中读取相对应的M个L值,获得红分量R与L的查找表数据,建立红分量R到L的查找表;绿分量G的取值范围为0,1,2,......,255,在该范围内取M个值,使用这M个绿分量G值,并且令R=B=0,在Photoshop的拾色器中读取相对应的M个L值,获得绿分量G与L的查找表数据,建立绿分量G到L的查找表;蓝分量B的取值范围为0,1,2,......,255,使用这M个蓝分量B值,并且令R=G=0,在Photoshop的拾色器中读取相对应的M个L值,获得蓝分量B与L的查找表数据,建立蓝分量B到L的查找表。
其中的步骤2测量IT8.7/2色靶灰阶的CIELab值,建立标准动态范围表,具体按照以下步骤实施:
用分光光度计依次测量IT8.7/2色靶灰阶上标号1到22的灰块的CIELab值,以及标号为1的灰块前的白块和标号为22的灰块后的黑块的CIELab值,取测量的L值建立标准动态范围表。
其中的步骤3灰度模式扫描IT8.7/2色靶,建立扫描仪的动态范围表,具体按照以下步骤实施:
设置扫描仪的扫描分辨率为其最大光学分辨率,以灰度模式扫描IT8.7/2色靶,从IT8.7/2色靶灰度图像的底部开始向上按行扫描,将每行像素的灰度值相加,当某行的灰度值之和远大于前一行时,则定义前一行的行数为Hb,继续向上按行扫描,当某行的灰度值之和远小前一行时,则定义该行的行数为Ht;灰阶中每一个灰块的高度H和宽度W按下式计算,
H=Ht-Hb,
其中Wr为IT8.7/2色靶图像的右边界,W1为IT8.7/2色靶图像的左边界;
其中的步骤4彩色模式扫描IT8.7/2色靶,建立扫描仪的彩色分量动态范围表,具体按照以下步骤实施:
不改变IT8.7/2色靶在扫描仪中的位置,以最大光学分辨率及彩色模式扫描IT8.7/2色靶,根据步骤3得出的IT8.7/2色靶图像灰阶中灰块的高度H和宽度W,以H/2,W/2为各个灰块的中心,分别取像素的矩形区域,则第k个灰块的平均红色分量值平均绿色分量值平均蓝色分量值定义如下:
根据步骤1建立的红分量R到L、绿分量G到L、蓝分量B到L的查找表,分别查表及插值计算第k个灰块的平均红色分量值平均绿色分量值平均蓝色分量值对应的LkR’、LkG’、LkB’值,k=0,1,…,23,分别建立扫描仪的红色分量动态范围表、绿色分量动态范围表、蓝色分量动态范围表。
其中的步骤5计算扫描仪动态范围及不可分辨的灰块数,将结果可视化显示,具体按照以下步骤实施:
根据步骤3建立的扫描仪动态范围表,计算扫描仪灰度动态范围ΔL’,公式如下,
ΔL’=L0’-L23’,
其中,L0’为灰阶中最左边灰块的扫描L值,L23’为灰阶中最右边灰块的扫描L值;
依次计算灰阶中相邻两个灰块的差值ΔLi’,公式如下,
ΔLi’=|Li’-Li+1’|,
其中,Li’为第i个灰块的扫描L值,i=0,1,…,22;当ΔLi’≤1时,记为灰块i与灰块i+1不可分辨,并统计不可分辨灰块的个数Ngrey,在扫描仪动态范围结果分析表中,将相邻不可分辨灰块的数据用灰色显示;
根据步骤4建立的扫描仪彩色分量动态范围表,分别计算扫描仪彩色分量动态范围ΔLR’、ΔLG’、ΔLB’公式如下,
ΔLR’=L0R’-L23R’,
ΔLG’=L0G’-L23G’,
ΔLB’=L0B’-L23B’,
其中,L0R’为灰阶中最左边灰块的红分量扫描L值,L23R’为灰阶中最右边灰块的红分量扫描L值,L0G’为灰阶中最左边灰块的绿分量扫描L值,L23G’为灰阶中最右边灰块的绿分量扫描L值,L0B’为灰阶中最左边灰块的蓝分量扫描L值,L23B’为灰阶中最右边灰块的蓝分量扫描L值;
依次计算灰阶中相邻两个灰块的各彩色分量差值ΔLiR’、ΔLiG’、ΔLiB’,公式如下,
ΔLiR’=|LiR’-L(i+1)R’|,
ΔLiG’=|LiG’-L(i+1)G’|,
ΔLiB’=|LiB’-L(i+1)B’|,
其中,LiR’、LiG’、LiB’分别为第i个灰块的红分量、绿分量、蓝分量的扫描L值,i=0,1,…,22;当ΔLiR’≤1时,记为灰块i与灰块i+1的红分量R不可分辨,当ΔLiG’≤1时,记为灰块i与灰块i+1的绿分量G不可分辨,当ΔLiB’≤1时,记为灰块i与灰块i+1的蓝分量B不可分辨,分别统计彩色分量不可分辨灰块的个数NR、NG、NB;在扫描仪动态范围结果分析表中,将相邻彩色分量不可分辨灰块的各彩色分量数据分别用相应的红色、绿色、蓝色显示。
本发明的有益效果是,以反射扫描仪最大光学分辨率灰度扫描和彩色扫描IT8.7/2色靶,通过对扫描的IT8.7/2色靶图像中的灰阶部分自动分割,自动求取每个灰块上的平均灰度、平均红分量、平均绿分量以及平均蓝分量,并按照所建立的色彩转换模型将其分别转换为Photoshop的Lab模式,计算扫描仪动态范围及各彩色分量的动态范围,计算相邻灰块的L差值,对差值小于给定阈值的块数进行统计并列表标注,实现了反射扫描仪的动态范围自动检测。该方法有助于反射扫描仪的质量评价及正确选择和使用。
附图说明
图1是本发明方法采用的IT8.7/2色靶示意图;
图2是本发明方法对扫描IT8.7/2色靶图像的灰阶分割示意图。
图中,1.IT8.7/2色靶的彩色块区,2.IT8.7/2色靶的灰阶区。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明的检测方法具体按照以下步骤实施:
步骤1:建立色彩转换查找表
令中性灰色Grey=R=G=B,其中Grey的取值范围为0,1,2,......,255,在该范围内取M个值,使用这M个中性灰色Grey=R=G=B值在Photoshop的拾色器中读取相对应的M个L值,获得中性灰色Grey与L的查找表数据;红分量R的取值范围为0,1,2,......,255,在该范围内取M个值,使用这M个红分量R值,并且令G=B=0,在Photoshop的拾色器中读取相对应的M个L值,获得红分量R与L的查找表数据;绿分量G的取值范围为0,1,2,......,255,在该范围内取M个值,使用这M个绿分量G值,并且令R=B=0,在Photoshop的拾色器中读取相对应的M个L值,获得绿分量G与L的查找表数据;蓝分量B的取值范围为0,1,2,......,255,使用这M个蓝分量B值,并且令R=G=0,在Photoshop的拾色器中读取相对应的M个L值,获得蓝分量B与L的查找表数据;根据以上数据,建立相对应的色彩转换查找表,如下表所示,表1为Photoshop的中性灰色Grey到L的查找表,表2为Photoshop的红色R到L的查找表,表3为Photoshop的绿色G到L的查找表,表4为Photoshop的蓝色B到L的查找表;
表1Photoshop的中性灰色Grey到L的查找表
表2Photoshop的红色R到L的查找表
表3Photoshop的绿色G到L的查找表
表4Photoshop的蓝色B到L的查找表
步骤2:测量IT8.7/2色靶灰阶的CIELab值,建立标准动态范围表
IT8.7/2色靶如图1所示,用分光光度计依次测量IT8.7/2色靶灰阶上标号1到22的灰块的CIELab值,以及标号为1的灰块前的白块和标号为22的灰块后的黑块的CIELab值,取测量的L值建立标准动态范围表,如下表所示,表5为由IT8.7/2色靶灰阶测量得到的标准动态范围表;
表5标准动态范围表
步骤3:灰度模式扫描IT8.7/2色靶,建立扫描仪的动态范围表
设置扫描仪的扫描分辨率为其最大光学分辨率,以灰度模式扫描IT8.7/2色靶,如图2所示,从IT8.7/2色靶灰度图像的底部开始向上按行扫描,将每行像素的灰度值相加,当某行的灰度值之和远大于前一行时,则定义前一行的行数为Hb,继续向上按行扫描,当某行的灰度值之和远小前一行时,则定义该行的行数为Ht;灰阶中每一个灰块的高度H和宽度W按下式计算,
H=Ht-Hb (1)
其中Wr为IT8.7/2色靶图像的右边界,W1为IT8.7/2色靶图像的左边界;
根据步骤1色彩转换查找表中的表1,查表及插值计算第k个灰块的平均灰度值对应的Lk’值,k=0,1,…,23,建立扫描仪的动态范围表,如下表所示,表6为由灰度模式扫描IT8.7/2色靶图像计算得到的扫描仪动态范围表;
表6扫描仪动态范围表
步骤4:彩色模式扫描IT8.7/2色靶,建立扫描仪的彩色分量动态范围表
不改变IT8.7/2色靶在扫描仪中的位置,以最大光学分辨率及彩色模式扫描IT8.7/2色靶,根据步骤3得出的IT8.7/2色靶图像灰阶中灰块的高度H和宽度W,以H/2,W/2为各个灰块的中心,分别取像素的矩形区域,则第k个灰块的平均红色分量值平均绿色分量值平均蓝色分量值定义如下:
根据步骤1色彩转换查找表中的表2、表3、表4,分别查表及插值计算第k个灰块的平均红色分量值平均绿色分量值平均蓝色分量值对应的LkR’、LkG’、LkB’值,k=0,1,…,23,分别建立扫描仪的红色分量动态范围表、绿色分量动态范围表、蓝色分量动态范围表,如下表所示,表7、表8、表9分别为由彩色模式扫描IT8.7/2色靶图像计算得到的扫描仪的红、绿、蓝各彩色分量动态范围表;
表7扫描仪红色分量动态范围表
表8扫描仪绿色分量动态范围表
表9扫描仪蓝色分量动态范围表
步骤5:计算扫描仪动态范围及不可分辨的灰块数,将结果可视化显示
根据步骤3建立的扫描仪动态范围表,计算扫描仪灰度动态范围ΔL’,公式如下,
ΔL’=L0’-L23’ (5)
依次计算相邻两个灰块的差值ΔLi’,公式如下,
ΔLi’=|Li’-Li+1’| (6)
其中,i=0,1,…,22;当ΔLi’≤1时,记为灰块i与灰块i+1不可分辨,并统计不可分辨灰块的个数Ngrey,在扫描仪动态范围结果分析表中,将相邻不可分辨灰块的数据用灰色显示;
根据步骤4建立的扫描仪彩色分量动态范围表,分别计算扫描仪彩色分量动态范围ΔLR’、ΔLG’、ΔLB’公式如下,
ΔLR’=L0R’-L23R’ (7)
ΔLG’=L0G’-L23G’ (8)
ΔLB’=L0B’-L23B’ (9)
依次计算相邻两个灰块的各彩色分量差值ΔLiR’、ΔLiG’、ΔLiB’,公式如下,
ΔLiR’=|LiR’-L(i+1)R’| (10)
ΔLiG’=|LiG’-L(i+1)G’| (11)
ΔLiB’=|LiB’-L(i+1)B’| (12)
其中,i=0,1,…,22;当ΔLiR’≤1时,记为灰块i与灰块i+1的彩色分量R不可分辨,当ΔLiG’≤1时,记为灰块i与灰块i+1的彩色分量G不可分辨,当ΔLiB’≤1时,记为灰块i与灰块i+1的彩色分量B不可分辨,分别统计彩色分量不可分辨灰块的个数NR、NG、NB;在扫描仪动态范围结果分析表中,将相邻彩色分量不可分辨灰块的各彩色分量数据分别用相应的红色、绿色、蓝色显示,扫描仪动态范围结果分析表格式见表10。
表10扫描仪动态范围结果分析表
Claims (6)
1.一种反射扫描仪的动态范围自动检测方法,其特征在于,具体按照以下步骤实施:
步骤1:建立色彩转换查找表;
步骤2:测量IT8.7/2色靶灰阶的CIELab值,建立标准动态范围表;
步骤3:灰度模式扫描IT8.7/2色靶,建立扫描仪的动态范围表;
步骤4:彩色模式扫描IT8.7/2色靶,建立扫描仪的彩色分量动态范围表;
步骤5:计算扫描仪动态范围及不可分辨的灰块数,将结果可视化显示。
2.根据权利要求1所述的反射扫描仪的动态范围自动检测方法,其特征在于,所述的步骤1建立色彩转换查找表,具体按照以下步骤实施:
令中性灰色Grey=R=G=B,其中Grey的取值范围为0,1,2,......,255,在该范围内取M个值,使用这M个中性灰色Grey=R=G=B值在Photoshop的拾色器中读取相对应的M个L值,获得中性灰色Grey与L的查找表数据,建立中性灰色Grey到L的查找表;红分量R的取值范围为0,1,2,......,255,在该范围内取M个值,使用这M个红分量R值,并且令G=B=0,在Photoshop的拾色器中读取相对应的M个L值,获得红分量R与L的查找表数据,建立红分量R到L的查找表;绿分量G的取值范围为0,1,2,......,255,在该范围内取M个值,使用这M个绿分量G值,并且令R=B=0,在Photoshop的拾色器中读取相对应的M个L值,获得绿分量G与L的查找表数据,建立绿分量G到L的查找表;蓝分量B的取值范围为0,1,2,......,255,使用这M个蓝分量B值,并且令R=G=0,在Photoshop的拾色器中读取相对应的M个L值,获得蓝分量B与L的查找表数据,建立蓝分量B到L的查找表。
3.根据权利要求1所述的反射扫描仪的动态范围自动检测方法,其特征在于,所述的步骤2测量IT8.7/2色靶灰阶的CIELab值,建立标准动态范围表,具体按照以下步骤实施:
用分光光度计依次测量IT8.7/2色靶灰阶上标号1到22的灰块的CIELab值,以及标号为1的灰块前的白块和标号为22的灰块后的黑块的CIELab值,取测量的L值建立标准动态范围表。
4.根据权利要求1所述的反射扫描仪的动态范围自动检测方法,其特征在于,所述的步骤3灰度模式扫描IT8.7/2色靶,建立扫描仪的动态范围表,具体按照以下步骤实施:
设置扫描仪的扫描分辨率为其最大光学分辨率,以灰度模式扫描IT8.7/2色靶,从IT8.7/2色靶灰度图像的底部开始向上按行扫描,将每行像素的灰度值相加,当某行的灰度值之和远大于前一行时,则定义前一行的行数为Hb,继续向上按行扫描,当某行的灰度值之和远小前一行时,则定义该行的行数为Ht;灰阶中每一个灰块的高度H和宽度W按下式计算,
H=Ht-Hb,
其中Wr为IT8.7/2色靶图像的右边界,W1为IT8.7/2色靶图像的左边界;
5.根据权利要求1所述的反射扫描仪的动态范围自动检测方法,其特征在于,所述的步骤4彩色模式扫描IT8.7/2色靶,建立扫描仪的彩色分量动态范围表,具体按照以下步骤实施:
不改变IT8.7/2色靶在扫描仪中的位置,以最大光学分辨率及彩色模式扫描IT8.7/2色靶,根据步骤3得出的IT8.7/2色靶图像灰阶中灰块的高度H和宽度W,以H/2,W/2为各个灰块的中心,分别取像素的矩形区域,则第k个灰块的平均红色分量值平均绿色分量值平均蓝色分量值定义如下:
6.根据权利要求1所述的反射扫描仪的动态范围自动检测方法,其特征在于,所述的步骤5计算扫描仪动态范围及不可分辨的灰块数,将结果可视化显示,具体按照以下步骤实施:
根据步骤3建立的扫描仪动态范围表,计算扫描仪灰度动态范围ΔL’,公式如下,
ΔL’=L0’-L23’,
其中,L0’为灰阶中最左边灰块的扫描L值,L23’为灰阶中最右边灰块的扫描L值;
依次计算灰阶中相邻两个灰块的差值ΔLi’,公式如下,
ΔLi’=|Li’-Li+1’|,
其中,Li’为第i个灰块的扫描L值,i=0,1,…,22;当ΔLi’≤1时,记为灰块i与灰块i+1不可分辨,并统计不可分辨灰块的个数Ngrey,在扫描仪动态范围结果分析表中,将相邻不可分辨灰块的数据用灰色显示;
根据步骤4建立的扫描仪彩色分量动态范围表,分别计算扫描仪彩色分量动态范围ΔLR’、ΔLG’、ΔLB’公式如下,
ΔLR’=L0R’-L23R’,
ΔLG’=L0G’-L23G’,
ΔLB’=L0B’-L23B’,
其中,L0R’为灰阶中最左边灰块的红分量扫描L值,L23R’为灰阶中最右边灰块的红分量扫描L值,L0G’为灰阶中最左边灰块的绿分量扫描L值,L23G’为灰阶中最右边灰块的绿分量扫描L值,L0B’为灰阶中最左边灰块的蓝分量扫描L值,L23B’为灰阶中最右边灰块的蓝分量扫描L值;
依次计算灰阶中相邻两个灰块的各彩色分量差值ΔLiR’、ΔLiG’、ΔLiB’,公式如下,
ΔLiR’=|LiR’-L(i+1)R’|,
ΔLiG’=|LiG’-L(i+1)G’|,
ΔLiB’=|LiB’-L(i+1)B’|,
其中,LiR’、LiG’、LiB’分别为第i个灰块的红分量、绿分量、蓝分量的扫描L值,i=0,1,…,22;当ΔLiR’≤1时,记为灰块i与灰块i+1的红分量R不可分辨,当ΔLiG’≤1时,记为灰块i与灰块i+1的绿分量G不可分辨,当ΔLiB’≤1时,记为灰块i与灰块i+1的蓝分量B不可分辨,分别统计彩色分量不可分辨灰块的个数NR、NG、NB;在扫描仪动态范围结果分析表中,将相邻彩色分量不可分辨灰块的各彩色分量数据分别用相应的红色、绿色、蓝色显示。
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