孫敬楠 馬倩云

數(shù)碼相機是印刷圖像采集時經(jīng)常會用到的工具，其色彩還原能力的高低，直接決定了印刷原稿質(zhì)量的好壞。對此，本文以兩款數(shù)碼相機為例，介紹數(shù)碼相機色彩還原能力的評價方法，供大家參考。

理論基礎(chǔ)

數(shù)碼相機的成像原理可簡單地概括為：傳感器（CCD/CMOS）接收光學(xué)鏡頭傳遞來的光信號，將其轉(zhuǎn)化為電信號，再經(jīng)過模/數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后保存在存儲器中。

本文選取了色差和飽和度作為數(shù)碼相機色彩還原能力的評價指標(biāo)。在色差的計算上，本文采用CIE L*a*b*色差公式。CIE L*a*b*顏色空間是均勻顏色空間，與人眼感覺一致，即顏色空間上相同的距離代表相同的色差。本文將數(shù)碼相機拍攝照片的顏色值與標(biāo)準(zhǔn)值進行色差比較，并以此作為評價標(biāo)準(zhǔn)。

飽和度是指色彩的鮮艷程度，也稱色彩的純度。飽和度取決于顏色中含色成分和消色成分（灰色）的比例，含色成分越大，飽和度越高；消色成分越大，飽和度越低。

數(shù)碼相機色彩還原能力評測

1.實驗條件

實驗環(huán)境：暗室，環(huán)境照度小于1Lux，溫度15～35℃，濕度25%～75%，中性灰色墻面。

實驗設(shè)備：聯(lián)想電腦SJN-PC、三腳架、Panasonic DMC-GF1和Panasonic DMC-ZS1數(shù)碼相機、反射光源、燈箱、ColorChecker標(biāo)準(zhǔn)色卡（如圖1），Imatest軟件。

ColorChecker標(biāo)準(zhǔn)色卡包含六級灰度、加色三原色（紅、綠、藍）、減色三原色（黃、品紅、青），以及膚色和模擬自然物體的真實色彩，共有24個色塊。從左到右再從上到下，依次對色塊進行編號。

在進行數(shù)碼相機色彩還原能力的測試時，我們在特定的環(huán)境下，將兩款不同的數(shù)碼相機調(diào)整為白平衡模式，對ColorChecker標(biāo)準(zhǔn)色卡進行拍攝，并將拍攝的結(jié)果進行對比分析，從而得出兩款相機色彩還原能力的差別。下文中，ΔC代表不考慮亮度信號時的色差值，ΔE*ab代表考慮亮度信號時的色差值，Saturation1代表飽和度的真實值，Saturation2代表飽和度的理想值。

2.實驗過程

（1）設(shè)置相機參數(shù)，關(guān)閉閃光燈。確保實驗環(huán)境全黑且無反光，照度小于1Lux。實驗過程中照明應(yīng)均勻，建議照度變化不超過±5%。

（2）用被評測的數(shù)碼相機Panasonic DMC-GF1和Panasonic DMC-ZS1分別瞄準(zhǔn)置于中性灰背景中的標(biāo)準(zhǔn)色卡，使其處于數(shù)碼相機取景器視場的中央，并盡可能充滿視場（標(biāo)準(zhǔn)色卡應(yīng)占取景器視場面積的70%以上），采用20°～45°的入射角進行拍攝，拍攝完成后將圖片存儲為JPG格式。

（3）將所拍攝圖像導(dǎo)入計算機中，然后用Imatest軟件進行評測。打開Imatest軟件，點擊ColorCheck模塊將圖片導(dǎo)入，選擇分析區(qū)域，設(shè)定相關(guān)參數(shù)，開始評測。

3.結(jié)果分析

在該實驗中，以24色ColorChecker標(biāo)準(zhǔn)色卡的理想值作為參考標(biāo)準(zhǔn)，把用Panasonic DMC-GF1和Panasonic DMC-ZS1兩種型號數(shù)碼相機拍攝的標(biāo)準(zhǔn)色卡的顏色值分別與理想值做比較，通過所得到的色差值大小和顏色飽和度數(shù)值來判斷數(shù)碼相機的色彩還原能力。色差值越大，顏色飽和度與理想值差值越大，說明數(shù)碼相機的色彩還原能力越差，反之亦然。實驗所得的兩種型號數(shù)碼相機拍攝的顏色與理想值相比的色域?qū)Ρ葓D分別如圖2、圖3所示，相應(yīng)的色差數(shù)據(jù)表如表1、表2所示。

圖2、圖3中，方形點代表理想的顏色值，圓形點代表數(shù)碼相機拍攝出來的顏色值，圓形點和方形點之間的距離代表二者之間的色差，兩點之間的距離越長說明色差越大，越短說明色差越小。

分析飽和度數(shù)據(jù)，由表1、表2中的數(shù)據(jù)可知，采用Panasonic DMCGF1數(shù)碼相機拍攝時，標(biāo)準(zhǔn)色卡中的24個色塊飽和度理想值的平均值為34.51，而真實值的平均值為33.84；采用Panasonic DMC-ZS1數(shù)碼相機拍攝時，這兩個數(shù)據(jù)分別為37.70和33.50。兩種型號的數(shù)碼相機飽和度的真實值與理想值均較為接近。

再分析色差數(shù)據(jù)，由表1、表2中數(shù)據(jù)可知，Panasonic DMC-GF1數(shù)碼相機在考慮Y信號和不考慮Y信號兩種情況下的平均色差分別為ΔE*=7.85和ΔC=6.53；Panasonic DMC-ZS1數(shù)碼相機在考慮Y信號和不考慮Y信號兩種情況下的平均色差分別為ΔE*=9.46和ΔC=7.45。鑒于色差值越大，數(shù)碼相機色彩還原能力越差，相較而言， Panasonic DMC-GF1數(shù)碼相機的色彩還原能力更好一些。

數(shù)碼相機成像是一個復(fù)雜的過程，數(shù)碼相機色彩還原能力不僅受到色彩還原算法的影響，而且在實際評測過程中還會受到拍攝環(huán)境、光源等相關(guān)因素的影響，所以對其進行準(zhǔn)確客觀的評價是有一定困難的。借助本文的方法，我們可以對各種型號的數(shù)碼相機的色彩還原能力進行評價比較，這對我們發(fā)現(xiàn)數(shù)碼相機存在的缺陷和問題并加以改善具有一定的意義。