Метод исследования цветопередачи цифровых камер

Жбанова В.Л., Жбанов И.Л. Метод исследования цветопередачи цифровых камер // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2021. Т. 21, № 3. С. 326–333.

doi: 10.17586/2226-1494-2021-21-3-326-333

Предмет исследования. Предложен метод исследования цветопередачи цифровых камер, которые традиционно оценивают визуально по цветовым мишеням в работе фотографов и дизайнеров. Метод. Сущность метода состоит в сопоставлении значений цветности стандартных тест-объектов с их измеренными значениями на цифровой камере с помощью специальной установки. Установка состоит из источника света, коллиматора для равномерного освещения отражающего экрана с тест-объектом, и объекта исследования — цифровой камеры. Камера расположена по отношению к экрану под углом 45°. Это соответствует рекомендациям CIE (Commission Internationale de l´Eclairage) для проведения цветовых измерений. Измерение колориметрической характеристики образцов выполнено по схеме освещения/наблюдения 0/45. Тест-объект освещается пучком света, ось которого составляет с нормалью к образцу угол не более 10°. Наблюдение образца осуществляется под углом 45 ± 5° относительно нормали. Угол между осью освещающего пучка и любым его лучом не превышает 5°. В качестве осветителя выбран источник типа А (цветовая температура 2856 К). В качестве тест-объектов приняты стандартизированные эталонные наборы цветных оптических стекол (светофильтров), которые характеризуются координатами цветности. Для оценки результатов разработано специализированное программное обеспечение, которое позволяет выделять отдельные пикселы, рассчитывать их яркость для нахождения координат цветности и сопоставлять результаты с эталонными значениями. Основные результаты. Апробация метода выполнена на цифровой камере Canon EOS 60D. В момент измерения в камере отключались цифровые фильтры коррекции, сглаживания, обострения, а также цветовая подстройка. В работе представлены колориметрические измерения с использованием 58 цветных оптических стекол. Усредненные значения объединены в семь групп. Для измерений выбрано цветовое пространство sRGB. Экспериментальные данные доказали возможность применения предложенной методики для анализа цветопередачи цифровых камер и их тестирования с целью использования в колориметрических измерениях. Практическая значимость. Результаты работы позволяют применять предложенный метод при анализе и выборе оптимальных регистрирующих цифровых устройств для проведения колориметрических экспериментальных исследований в таких областях как медицина, химия, пищевая промышленность.

1. Домасев М.В., Гнатюк С.П. Цвет, управление цветом, цветовые расчеты и измерения. СПб.: Питер, 2009. 224 с.

2. Попов С.А. Статистический метод калибровки цифровых фотокамер для улучшения цветовоспроизведения // Автометрия. 2003. Т. 39. № 2. C. 92–99.

3. Сухих М.Ю. Калибровка цифровой фотокамеры в ADOBE CAMERA RAW и полуавтоматический процесс определения ее цветового охвата // Вестник МГУП имени Ивана Федорова. 2012. № 1. C. 177–183.

4. Kurečić M.S., Agić D., Mandić L. Developing a custom colour target for artwork imaging // Imaging Science Journal. 2011. V. 59. N 6. P. 317–331. doi: 10.1179/136821910X12867873897319

5. Xin H.J., Liu Y. Influence analysis of color input target to the scanner color characteristic // Applied Mechanics and Materials. 2013. V. 262. P. 123–126. doi: 10.4028/www.scientific.net/AMM.262.123

6. Palacios-Ortega N., Velásquez Prieto D. Evaluation between methods for the color measurement in holograms by using a CMOS-RGB camera and a spectrometer // Proceedings of SPIE. 2013. V. 8785. P. 878568. doi: 10.1117/12.2027569

7. Tschumperlé D., Porquet C., Mahboubi A. 3D Color CLUT compression by multi-scale anisotropic diffusion // Lecture Notes in Computer Science. 2019. V. 11679. P. 3–14. doi: 10.1007/978-3-030-29891-3_1

8. Андрийчук В.А., Осадца Я.М. Применение фотокамер с матричными оптическими преобразователями в фотометрии // Оптический журнал. 2012. Т. 79. № 2. C. 40–44.

9. Лакота Л.В., Машковцева Н.В., Шигабутдинова Г.И., Мухамедзянова Г.З. Использование фотокамер сотового телефона в условиях клинической диагностической лаборатории // Казанский медицинский журнал. 2009. Т. 90. № 2. C. 131–134.

10. Konnik M.V., Manykin E.A., Starikov S.N. Extension of the possibilities of a commercial digital camera in detecting spatial intensity distribution of laser radiation // Quantum Electronics. 2010. V. 40. N 4. P. 314–320. doi: 10.1070/QE2010v040n04ABEH014202

11. Mousavi S.M.H., Lyashenko V., Prasath V.B.S. Analysis of a robust edge detection system in different color spaces using color and depth images // Computer Optics. 2019. V. 43. N 4. P. 632–646. doi: 10.18287/2412-6179-2019-43-4-632-646

12. Liang J.X., Wan X., Liu Q., Li C., Li J. Research on filter selection method for broadband spectral imaging system based on ancient murals // Color Research and Application. 2016. V. 41. N 6. P. 585–595. doi: 10.1002/col.22004

13. Джадд Д., Вышецки Г. Цвет в науке и технике. М.: Мир, 1978. 592 с.

14. Кривошеев М.И., Кустарев А.К. Цветовые измерения. М.: Энергоатомиздат, 1990. 240 с.

15. Мешков В.В., Матвеев А.Б. Основы светотехники. Часть 2: учебное пособие для вузов. М.: Госэнергоатомиздат, 1961. 416 с.

16. Zhbanova V.L. The use of mathematical packages when researching colorimetry // Proc. 4th International Conference on Information Technologies in Engineering Education (Inforino). 2018. P. 8581794. doi: 10.1109/INFORINO.2018.8581794

17. Zhbanova V.L., Parvuyusov Y.B. Experimental investigation of the color-separation system of a photodetector array // Journal of Optical Technology. 2019. V. 86. N 3. P. 177–182. doi: 10.1364/JOT.86.000177

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License