CN113873210A - 一种色彩还原真实性精度检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种色彩还原真实性精度检测方法，属于色彩还原检测技术领域，包括步骤：S1：拍摄一张模板照片和一张待调色照片；S2：得到标准色卡；S3：得到标准色卡中检测色块的L_理论，a_理论，b_理论；S4：得到调色前待调色照片的L_测，a_测，b_测；S5：得到调色后待调色照片的L_改正，a_改正，b_改正；S6：计算待调色照片检测色块调色前后的色差值；S7：计算待调色照片检测色块调色前后的色彩还原程度。本申请利用待调色照片和模板照片，对比调色前后的色差值和色彩还原程度，可以精确、直观地看到被标准色卡还原后的待调色照片，其色差值和色彩还原程度得到提高，标准色卡还原后的待调色照片的色彩更加接近真实值。

Description

一种色彩还原真实性精度检测方法

技术领域

本发明实施例涉及色彩还原检测技术领域，具体涉及一种色彩还原真实性精度检测方法。

背景技术

对于紫金庵泥塑罗汉来说色彩是非常重要的属性信息，色彩还原环节在数据采集工作中也相当重要。在紫金庵泥塑彩绘罗汉精密三维数字化建设项目中，通过相机和镜头搭配来采集佛像纹理照片，影像的色彩还原则需要借助相机和色卡，经过拍摄、存储、处理等多道程序来实现。研究重点定位在彩绘罗汉的“表面样式”，即保证对纹理色彩进行真实完整的还原。

借助色卡进行色彩还原的手段主要包括白平衡校正和影像色差校正，从而有效的降低色温和偏色对色彩还原造成的影响。而对色卡还原照片的真实性和准确度，需要通过精度检测来进行验证。

因此，如何提供一种新型的色彩还原检测方法，使其能精确、直观地看到色卡还原照片的真实性和准确度，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种色彩还原真实性精度检测方法，以解决现有技术中由于没有对色彩还原度的检测方法而导致的无法保证纹理色彩还原的真实性的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

一种色彩还原真实性精度检测方法，包括如下步骤：

S1：将拍摄物和色卡放置在一起，同一角度拍摄一张模板照片和一张待调色照片，并将模板照片和待调色照片导入调色系统中；

S2：对模板照片中的色卡进行裁切，保留完整的色卡，并用调色系统对色卡进行校色处理，得到标准色卡；

S3：将标准色卡中的多个色块作为检测色块，并获取检测色块的理论RGB值，根据转换公式转换到L*a*b*颜色空间模型中，得到对应的L_理论，a_理论，b_理论；

S4：调色处理前，获取待调色照片中的色卡对应的检测色块的RGB值，并根据转换公式转换到L*a*b*颜色空间模型中，得到对应的L_测，a_测，b_测；

S5：用标准色卡作为模板对待调色照片进行调色处理后，获取待调色照片中的色卡对应的检测色块的RGB值，并根据转换公式转换到L*a*b*颜色空间模型中，得到对应的L_改正，a_改正，b_改正，其转换公式为：

其中X、Y、Z的转换公式为：

其中f(X/Xn)，f(Y/Yn)，f(Z/Zn)的方程式如下：

其中X、Y、Z为颜色样品的三刺激值，为CIE标准照明体的三刺激值，L*为心理计量明度，a*和b*为心理计量色度；

S6：计算待调色照片中的检测色块调色前的色差值ΔE_测和调色后的色差值ΔE_改正，其中调色前的待调色照片的色差ΔE_测公式为：

调色后的待调色照片的色差ΔE_改正公式为：

其中L为心理计量明度，a和b为心理计量色度；

S7：计算待调色照片中的检测色块调色前的单种色彩的还原程度η_i和色彩平均还原程度

调色后单种色彩的还原程度η_i′和色彩平均还原程度

其中调色前的单种色彩的还原程度η_i公式为：

调色前的色彩平均还原程度

公式为：

调色后的单种色彩的还原程度η_i′公式为：

调色后的色彩平均还原程度

公式为：

其中δ为L*a*b*颜色空间模型中的角度阈值，Δh_测为调色前的单种色彩的色调差，Δh_改正为调色后的单种色彩的色调差；

进一步地，所述步骤S7前，还包括如下步骤S601：

计算待调色照片中的检测色块调色前的单种色彩的色调差Δh_测，调色后的单种色彩的色调差Δh_改正，其中调色前的待调色照片的色调差Δh_测为：

调色后的待调色照片的色调差Δh_改正为：

其中C为彩度，可以用该点到纵坐标轴的距离表示；

进一步地，所述L*a*b*颜色空间模型中的角度阈值δ为90°。

进一步地，所述色卡为Spyder Checkr 48色色卡。

进一步地，在Photoshop软件中用颜色取样器工具获取色卡中检测色块的RGB值。

进一步地，所述步骤S1中色卡位于镜头中心位置。

进一步地，所述步骤S1中模板照片和待调色照片的格式为Raw格式。

本发明实施例具有如下优点：

本申请利用待调色照片和模板照片，通过模板照片中的标准色卡对待调色照片进行调色处理，通过计算待调色照片调色前的色差值ΔE_测和色彩平均还原程度

和调色后的色差值ΔE_改正和色彩平均还原程度

对比调色前后的色差值和色彩还原程度，可以精确、直观地看到被标准色卡还原后的待调色照片，其色差值和色彩还原程度得到提高，标准色卡还原后的待调色照片的色彩更加接近真实值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明的操作流程框图；

图2为L*a*b*颜色空间模型示意图；

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了解决现有技术中存在的相关技术问题，本申请实施例提供了一种色彩还原真实性精度检测方法，旨在解决现有无法保证纹理色彩还原的真实性等问题，实现能精确、直观地看到色卡还原照片的真实性和准确度的效果。如图1-2，具体包括如下步骤：

S1：将拍摄物和色卡放置在一起，同一角度拍摄一张模板照片和一张待调色照片，并将模板照片和待调色照片导入软件中；

在拍摄时将色卡置于镜头中心位置，避免色卡因为阴影、曝光或其他的反射光影响色卡色彩的准确度。同一角度拍摄一组照片，其中一张模板照片，另一张为待调色照片。不同角度拍摄多组照片，检测不同角度的照片真实性的还原度。且模板照片和待调色照片的格式为Raw格式，Raw是未经处理、也未经压缩的格式，照片中真实的数据没有被改变，方便操作者对原始照片进行任意调整。色卡为Spyder Checkr 48色色卡，Spyder Checkr 48色色卡中含有红、绿、蓝、青、紫等48个色块。色卡一面进行色彩的校正，而另外一面是灰色卡，可校正白平衡和曝光。

S2：对模板照片中的色卡进行裁切，保留完整的色卡，并用软件对色卡进行校色处理，得到标准色卡；

电子色卡一般提供的颜色图片只能当参考，因为颜色显示在不同显示器上颜色也有所区别，所以只能参考，标准对色要以实物标准纸质色卡为准。

S3：将标准色卡中的多个色块作为检测色块，选择黑、白、红、绿、蓝、青、黄、品红等24个色块作为检测色块。并获取检测色块的理论RGB值，根据转换公式转换到L*a*b*颜色空间模型中，得到对应的L_理论，a_理论，b_理论；

S4：调色处理前，获取待调色照片中的色卡对应的检测色块的RGB值，并根据转换公式转换到L*a*b*颜色空间模型中，得到对应的L_测，a_测，b_测；

S5：用标准色卡作为模板对待调色照片进行调色处理后，获取待调色照片中的色卡对应的检测色块的RGB值，并根据转换公式转换到L*a*b*颜色空间模型中，得到对应的L_改正，a_改正，b_改正，其转换公式为：

其中X、Y、Z的转换公式为：

其中f(X/Xn)，f(Y/Yn)，f(Z/Zn)的方程式如下：

其中X、Y、Z为颜色样品的三刺激值，为CIE标准照明体的三刺激值，L*为心理计量明度，a*和b*为心理计量色度；

在步骤S3、S4、S5中，用Photoshop软件的颜色取样器工具获取模板照片、调色前的待调色照片和调色后的待调色照片中的24个检测色块的RGB值。

RGB模型是图像处理中设备依赖的最基础、最常用的颜色空间模型，原色使用红、绿、蓝三色，通过三种原色的混合可以产生复合色，图像处理中使用的其他颜色空间一般都是从RGB颜色空间转换而来的。RGB颜色空间的主要缺点是不直观，从RGB值中很难知道该值所表示颜色的认知属性；其次，RGB颜色空间是最不均匀的颜色空间之一，两个颜色之间的知觉差异不能表示为该颜色空间中两个色点之间的距离。

为准确的计算色差和色彩还原程度，需要把色彩的表述转换到一个均匀的颜色空间模型中。本申请采用CIE1976L*a*b*均匀颜色空间模型作为计算色差的基准参考系，计算色彩还原前后照片中24个待检色块与真实值之间的色差。

作为均匀的颜色空间，L*a*b*改善了RGB颜色空间缺陷，能更加有效地描述人类视觉采集到的颜色信息。RGB颜色空间转换到L*a*b*颜色空间，需要先将RGB颜色空间转换到XYZ颜色空间，然后再由XYZ颜色空间转换到L*a*b*颜色空间。

CIE1976L*a*b*均匀颜色空间是一种柱面极坐标，它通过对CIE1931系统的XYZ直角坐标进行非线性变换而来，如图2所示。其中L*表示主观亮度，a*和b*表示色度。L*越大，颜色越亮；a*轴的正方向表示红色的变化，a*轴的负方向表示绿色的变化；b*轴的正方向表示黄色的变化，b*轴的负方向表示蓝色的变化。这也是对立色空间模型的来源。

S6：计算待调色照片中的检测色块调色前的色差值ΔE_测和调色后的色差值ΔE_改正，其中调色前的待调色照片的色差ΔE_测公式为：

调色后的待调色照片的色差ΔE_改正公式为：

其中L为心理计量明度，a和b为心理计量色度；

S7：计算待调色照片中的检测色块调色前的单种色彩的还原程度η_i和色彩平均还原程度

调色后单种色彩的还原程度η_i′和色彩平均还原程度

其中调色前的单种色彩的还原程度η_i公式为：

调色前的色彩平均还原程度

公式为：

调色后的单种色彩的还原程度η_i′公式为：

调色后的色彩平均还原程度

公式为：

其中δ为L*a*b*颜色空间模型中的角度阈值，L*a*b*颜色空间模型中的角度阈值δ为90°。Δh_测为调色前的单种色彩的色调差，Δh_改正为调色后的单种色彩的色调差；

进一步地，步骤S7前，还包括如下步骤S601：

计算待调色照片中的检测色块调色前的单种色彩的色调差Δh_测，调色后的单种色彩的色调差Δh_改正，其中调色前的待调色照片的色调差Δh_测为：

调色后的待调色照片的色调差Δh_改正为：

其中C为彩度，可以用该点到纵坐标轴的距离表示；

使用Photoshop软件中的颜色取样器工具分别提取调色前和调色后待调色照片上色卡24个色块中心位置的颜色值。并将RGB值转换到L*a*b*颜色空间。转换结果如表1所示。然后在L*a*b*空间模型下分别计算调色前待调色照片和调色后待调色照片的色差值和色彩还原程度。色差值的计算结果详见表2和色彩还原程度的计算结果详见表3。

表1颜色空间模型转换结果

表2调色前后色差对比

表3调色前后色调还原程度对比

经统计，调色前的照片色差中误差为±29.9NBS，调色后的照片色差中误差为±24.4NBS。调色前的色彩平均还原程度(色调)为73％，调色后的色彩平均还原程度(色调)为77％。使用色卡之后，色差中误差精度提高18.3％，色彩还原程度提高4％，色彩更加接近真实值。

本发明实施例的使用过程如下：

使用Photoshop软件中的颜色取样器工具分别提取调色前和调色后照片上色卡24个色块中心位置的颜色值。并将RGB值转换到L*a*b*颜色空间。然后在L*a*b*空间模型下分别计算调色前照片和调色后照片的色差值和色彩还原程度。比较调色前后的数值，精确、直观地看到被标准色卡还原后的待调色照片，其色差值和色彩还原程度得到提高，标准色卡还原后的待调色照片的色彩更加接近真实值。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (7)

1.一种色彩还原真实性精度检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：将拍摄物和色卡放置在一起，同一角度拍摄一张模板照片和一张待调色照片，并将模板照片和待调色照片导入调色系统中；

S2：对模板照片中的色卡进行裁切，保留完整的色卡，并用调色系统对色卡进行校色处理，得到标准色卡；

S3：将标准色卡中的多个色块作为检测色块，并获取检测色块的理论RGB值，根据转换公式转换到L*a*b*颜色空间模型中，得到对应的L_理论，a_理论，b_理论；

S4：调色处理前，获取待调色照片中的色卡对应的检测色块的RGB值，并根据转换公式转换到L*a*b*颜色空间模型中，得到对应的L_测，a_测，b_测；

S5：用标准色卡作为模板对待调色照片进行调色处理后，获取待调色照片中的色卡对应的检测色块的RGB值，并根据转换公式转换到L*a*b*颜色空间模型中，得到对应的L_改正，a_改正，b_改正，其转换公式为：

其中X、Y、Z的转换公式为：

其中f(X/Xn)，f(Y/Yn)，f(Z/Zn)的方程式如下：

其中X、Y、Z为颜色样品的三刺激值，为CIE标准照明体的三刺激值，L*为心理计量明度，a*和b*为心理计量色度；

S6：计算待调色照片中的检测色块调色前的色差值ΔE_测和调色后的色差值ΔE_改正，其中调色前的待调色照片的色差ΔE_测公式为：

调色后的待调色照片的色差ΔE_改正公式为：

其中L为心理计量明度，a和b为心理计量色度；

S7：计算待调色照片中的检测色块调色前的单种色彩的还原程度η_i和色彩平均还原程度

调色后单种色彩的还原程度η_i′和色彩平均还原程度

其中调色前的单种色彩的还原程度η_i公式为：

调色前的色彩平均还原程度

公式为：

调色后的单种色彩的还原程度η_i′公式为：

调色后的色彩平均还原程度

公式为：

其中δ为L*a*b*颜色空间模型中的角度阈值，Δh_测为调色前的单种色彩的色调差，Δh_改正为调色后的单种色彩的色调差。

2.如权利要求1所述的色彩还原真实性精度检测方法，其特征在于，所述步骤S7前，还包括如下步骤S601：

计算待调色照片中的检测色块调色前的单种色彩的色调差Δh_测，调色后的单种色彩的色调差Δh_改正，其中调色前的待调色照片的色调差Δh_测为：

调色后的待调色照片的色调差Δh_改正为：

其中C为彩度，可以用该点到纵坐标轴的距离表示。

3.如权利要求2所述的色彩还原真实性精度检测方法，其特征在于，所述L*a*b*颜色空间模型中的角度阈值δ为90°。

4.如权利要求1所述的色彩还原真实性精度检测方法，其特征在于，所述色卡为SpyderCheckr 48色色卡。

5.如权利要求1所述的色彩还原真实性精度检测方法，其特征在于，在Photoshop软件中用颜色取样器工具获取色卡中检测色块的RGB值。

6.如权利要求1所述的色彩还原真实性精度检测方法，其特征在于，所述步骤S1中色卡位于镜头中心位置。

7.如权利要求1所述的色彩还原真实性精度检测方法，其特征在于，所述步骤S1中模板照片和待调色照片的格式为Raw格式。

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