CC BY
61
УДК 655.027; 778.15
РАЗРАБОТКА ТЕСТ-ОБЪЕКТА ДЛЯ ОЦЕНКИ ЯРКОСТНЫХ
ИСКАЖЕНИЙ СКАНИРОВАНИЯ В МОДЕЛИ CIELAB
С.И. Ходов
На основе анализа структуры и свойств модели CIELab разработан тест-объект для оценки влияния яркостных искажений, производимых сканером.
Ключевые слова: цветовая модель, цветоделенное микрофильмирование, тест-
объект.
В процессе цветоделенного микрофильмирования каждый цветовой канал изображения сохраняется на отдельном кадре пленки. Затем кадры сканируются и соединяются в результирующее изображение. Однако сканер неизбежно вносит искажения в каждое сканируемое изображение, что увеличивает количество неточностей цветопередачи. Степень влияния сканера меняется от модели к модели, что не позволит выработать единый алгоритм [ 1 ]. Следовательно, необходимо создать тест-объект, который позволит оценить искажения, вносимые каждым сканером. После чего на основе этой оценки внести изменения в исходные изображения каналов для компенсации искажений. Для удобства пользования тест-объектом, необходим файл, в котором будут храниться исходные данные и результаты измерений. Для этого удобно использовать редакторы таблиц, например Microsoft Excel.
Как указывалось в [ 2 ] модель CIELab является оптимальной для цветоделенного миркофильмирования. Однако для создания тест-объекта необходимо рассмотреть подробнее её структуру. Модель CIELab имеет ряд серьезных отличий по сравнению с привычными цветовыми моделями триадного синтеза, такими как RGB и CMYK. Первое отличие заключается в том, что яркость в ней отделена от цвета и вынесена на отдельную ось с диапазоном значений (0; 100), где 0 - это черный цвет, а 100 - белый.
Вторая особенность заключается в цветовых осях. Каждая из них содержит в себе информацию не об одном цвете (или в случае с моделью CMYK - пигменте), а о положении цвета в соответствующем диапазоне [3]:
- ось а: в диапазоне от зеленого (-128) до пурпурного (127);
- ось b: в диапазоне от синего (-128) до желтого (127).
Несмотря на то, что данные особенности делают модель Lab мощным инструментом яркостной коррекции, они приносят так же ряд трудностей в технологический процесс цветоделенного микрофильмирования. В первую очередь это касается сканирования. Поэтому тест-объект должен позволять оценивать влияние сканера по следующим параметрам:
1) Степень яркостных искажений, вносимых сканером;
19S
2) Участок яркостного диапазона, в котором искажения наиболее критичны;
3) Степень влияния искажений на соединение каналов а и b.
Проще всего подготовить тест-объект в программе Adobe
Photoshop, так как пространство CIELab является для него основным. Создадим в Photoshop новый файл формата А4, разрешением 300 dpi и белым цветом фона. Таким образом, все цвета изображения по умолчанию будут иметь яркость равную 100.
Тест-объект содержит набор полей, предназначенных для оценки разных факторов. Каждое поле содержит ряд плашек, окрашенных в разные цвета. Количество плашек определим исходя из наибольшего диапазона значений по осям. В данном случае это будут оси а и b, диапазон значений которых равен 255. Приняв величину шага равной 10, получим 26 плашек.
Для работы с моделью Lab одним из наиболее важных видов искажений, вносимых сканером, является яркостное, так как любое изменение яркости приводит к серьезным изменениям в передаче не только цветов, но и мелких деталей изображения. Контроль яркостного искажения проще всего осуществлять по оттенкам серого. Для этого в канале L создаем поле из 26 плашек и закрашиваем их оттенками серого с разным значением яркости, как показано на рис. 1.
Канал L
0 7 15 21 27 32 37 42 46 50 54
58 62 65 69 72 ш 79 82 84 87 90
93 96 99 100
Рис. 1 Поле в канале L
После того как тест-объект будет выведен на пленку и отсканирован необходимо измерить значения яркости этих полей, и вычислить величину искажения по следующей зависимости:
М = £*! — £а,
где Ll - значение яркости плашки на исходном канале; L2 - значение яркости на восстановленном изображении канала; АЕ - искажение.
При работе с данным полем следует учитывать, что значения яркости следует измерять непосредственно в канале L, так как они выше значений при объединенных цветовых каналах.
Так как при выводе на пленку каждый канал переводится в оттенки серого, то необходимо установить соответствие между координатами цвета
и их значениями в яркостных координатах. Для этого создаем два поля: одно для оси а, другое для оси Ь. Диапазон значений осей одинаков, поэтому числовые значения плашек будут идентичными, а разница будет лишь в цветах. Примеры полей для обеих осей приведены на рис. 2.
Канал а
-98 -88 -78 -68 ЕЗБЭ ШШ
17 47 57 67 11 87
97 107 117 127
Канал b
-128 -118 -10s| -98 -88 -78 -68 ЭЕ
ВШИВ 27 47 57 67 77 87
97 107 117 127
а б
Рис. 2 Поля хроматических каналов: а - канал а; б - канал b
После создания полей необходимо измерить цветовые значения в яркостных координатах. Для этого необходимо в Photoshop отдельно выделить каждый канал, и программа автоматически переведет цветовые координаты в яркостные. Отсканировав выведенные на пленку каналы, измеряем значения L и по формуле 1 вычисляем значения искажений.
Для оценки зависимости цветопередачи от яркостных искажений необходимо создать две группы полей: для холодных и для теплых цветов. В каждой группе создадим по два поля, в которых будем изменять значения одного из каналов при постоянном значении второго. Приняв -62 за постоянное значение для холодных цветов и 62 за постоянное значение для теплых цветов, получим поля, представленные на рис. З.
Изменяем a (L=100; b=-62)
а
-128 -118 -108 -98 -88 -78 -68 -58 -48 -38 -28
-18 -8 7 17 27 37 47 57 67 77 87
97 107 117 127
Изменяем b (L=100; а=-62)
-128 -118-108 -98 -88 -78 -68 -58 -48 -38 -28
-18 -8 7 17 27 37 47 57 67 77 87
97 107 117 127
б
Изменяем a (L=100; b=62)
1-98 -78 -68
47
97 107 117 127
77
87
Изменяем b (L=100; а=62)
-128 -118 -108 -98 -88 -78 -68 -58 -48 -38 -28
-18 -8 7 17 27 37 47 57 67 77 87
97 107 117 127
в г
Рис. 3 Поля для оценки общего искажения цветопередачи: а - поле холодных цветов с изменением канала а; б - поле холодных цветов с изменением канала Ь; в - поле теплых цветов с изменением канала а; г - поле теплых цветов с изменением канала Ь
После того как все поля созданы необходимо добавить метки для приводки каналов после сканирования. Метки представляют собой два отрезка, пересекающихся под прямым углом, и располагаются по углам тест-объекта. Для меток необходимо использовать цвет, содержащий как ярко-стную компоненту, так и хроматическую. Для удобства пользования шкалой каждое поле имеет подпись.
В результате получаем тест-объект, представленный на рис. 4.
Канал L
Канал а
Канал b
Каналы ab теплые цвета Изменяем a (L=100; Ь=62)
Изменяем b (L=100; а=62)
Каналы ab холодные цвета Изменяем a (L=100; Ь=-62)
Рис. 4. Тест-объект
По полю, содержащему только значения L можно определить степень яркостных искажений, вносимых сканером. По полям, содержащим значения a и b можно определить участки, на которых происходят наибольшие искажения. Поля, содержащие значения всех трех каналов помогают оценить общее искажение цветопередачи.
Вывод. Используя предложенный тест-объект, можно не только эффективно определять величину искажений яркости, но и автоматизировать процесс внесения предискажений в исходные изображения средствами Excel и Photoshop.
Список литературы
1. Талалаев А.К. Мировой опыт создания и хранения информационных ресурсов в современных условиях // А.К. Талалаев, Е.Е. Евсеев,
201
П.Е. Завалишин, Н.Е. Проскуряков «Известия ТулГУ. Технические науки». Вып. 3. Тула: Изд-во ТулГУ, 2013. С. 408-421.
2. Ходов С.И. Обоснование выбора цветовой модели технологии цветоделенного микрофильмирования. // С.И. Ходов, Н.Е. Проскуряков. The materials of 7-th Scientific-practical conference «Innovations in publishing, printing and multimedia technologies 2014». Kaunas: Kauno kolegija, 2014. P. 90-94.
3. Маргулис Дэн. Photoshop для профессионалов: классическое руководство по цветокоррекции. Пятое издание / Д. Маргулис. М.: Изд-во «ИНТЕЛБУК». 2007. 656 c.
Ходов Сергей Игоревич, асп., [email protected], Тула, Тульский государственный университет
DEVELOPMENT OF TEST OBJECT FOR EVALUATION OF BRIGHTNESS DISTORTIONS
SCANNING IN THE CIELAB MODEL
S.I. Hodov
The test object based on the analysis of the structure and properties of the CIELab model, for evaluations the impact of brightness distortions produced by the scanner is developed.
Key words: color model, color separation microfilming, test object.
Hodov Sergei Igorevich, postgraduate, [email protected], Tula, Tula State University
