Реферат: Методы цветовой коррекции изображений

--PAGE_BREAK--6. Методы нелинейной цветоделительной коррекции.

Группа этих методов подразумевает использовать сложный многостадийный процесс, который практически не нашел своего применения в СФОИ. Необходимость такой коррекции вызвана нарушением аддитивности плотностей при печати, что обусловлено неполной прозрачностью красок и впитывающей способностью бумаги. Такое возможно например, в случае если Dпж<Dп+Dж.

К этой группе методов можно отнести и методы позволяющие правильно передать и «настроить» памятные цвета. Делается это в основном по координатам для конкретного цвета например, для цвета зелени или кожи человека. Ввиду сложности реализации таких методов в СФОИ, эти методы в силу своей необходимости, наши широкое применение в СПОИ.

Методы цветовой коррекции в СПОИ

Сразу хочется повторить, что в принципе почти все методы цветовой коррекции в СПОИ основаны в той или иной степени на методах цветовой коррекции в СФОИ. Цели методов остаются теми же, однако сильно меняется их реализация, а так же расширяются возможности.

Для начала хотелось бы провести классификацию всех методов по некоторым признакам.

По автоматизированности: автоматизированные и полностью ручные

По природе программного обеспечения: методы применяемые в сканерах и методы, применяемые в системах обработки растровой графики

По природе самих алгоритмов: методы градационной коррекции цвета (аналог СФОИ) и методы селективной коррекции (используются только в СПОИ).

Базовая коррекция.

Как правило, базовая коррекция осуществляется  для всего издания. Для ряда изображений необходима затем дополнительная коррекция.

1.1.  Недостатки базового цветоделения и их коррекция.

Одной группой базовых преобразований является устранение базовых недостатков цветоделения, связанных с тем, что краски полиграфического синтеза обладают рядом недостатков и отличаются от идеальных красок. Голубая краска имеет избыточное поглощение в синей и зеленой зонах и недостаточное поглощение в красной зоне. Пурпурная краска имеет избыточное поглощение в синей зоне и недостаточное поглощение в зеленой зоне. Желтая краска по своей характеристике наиболее близка к идеальной.

В результате этих недостатков красок в процессе цветоделения в следствие избыточности поглощения голубой краски в синей и зеленой зонах эта краска выделяется не только за красным светофильтром, но также за синим и зеленым. Это приводит к тому, что если не принять специальных мер коррекции голубая краска выделится на синефильтровой и зеленофильтровой фотоформе будет запечатываться соответственно желтой и пурпурной краской.

<img width=«152» height=«170» src=«ref-1_585366730-1875.coolpic» v:shapes="_x0000_s1044 _x0000_s1045 _x0000_s1046 _x0000_s1047 _x0000_s1048 _x0000_s1049 _x0000_s1050 _x0000_s1051 _x0000_s1052 _x0000_s1053 _x0000_s1054"> <img width=«152» height=«170» src=«ref-1_585368605-2394.coolpic» v:shapes="_x0000_s1026 _x0000_s1027 _x0000_s1028 _x0000_s1029 _x0000_s1030 _x0000_s1031 _x0000_s1032 _x0000_s1033 _x0000_s1034 _x0000_s1035"> <img width=«152» height=«170» src=«ref-1_585370999-1669.coolpic» v:shapes="_x0000_s1036 _x0000_s1037 _x0000_s1038 _x0000_s1039 _x0000_s1040 _x0000_s1041 _x0000_s1042 _x0000_s1043 _x0000_s1055">



Соответственно избыточное поглощение пурпурной краски в синей зоне будет приводить к выделению этой краски на синефильтровой фотоформе и следовательно желтая краска будет ложиться на пурпурные места.

Эти недостатки цветоделения называются базовыми. Для устранения этих недостатков при фотографическом цветоделении используются методы маскирования.

В принципах цифровой обработки эти недостатки могут устраняться путем вычитания электрических сигналов соответствующих каналов друг из друга, то есть по сути дела могут выполняться процессы аналогичные процессам фотографического маскирования, но выполненные электронным путем. Такие методы использовались в цветокорректорах предыдущего поколения.

Однако, в современных системах цифровой обработки использующих методы построения ICCпрофилей эти базовые недостатки цветоделения устраняются процессом самого использования ICCпрофиля для перехода от колориметрических системы координат Labк системе координат CMYK.

На рис.1 показан пример настройки базовой коррекциий, производимой в программе AdobePhotoshop5.5

<img width=«249» height=«194» src=«ref-1_585372668-11362.coolpic» v:shapes="_x0000_i1026">

<img width=«158» height=«33» src=«ref-1_585384030-392.coolpic» alt=«Подпись: Рис.1» v:shapes="_x0000_s1056">

Программа позволяет использовать один из трех вариантов: Built-In(встроенные), ICCи Tables(таблицы).

При использовании, рекомендованного большинством экспертов варианта ICC, существует одна особенность, которую следует учитывать при использовании -обязательно стоит задать способ рендеринга (RenderingIntent)- метод, который используется для преобразования цветов изображения в печатный диапазон; он определяет каким образом будут обрабатываться цвета, не входящие в диапазон.

В модели Built-In  задается тип печатного процесса, значение растискивания и способ генерации черной краски.

Модель Tablesпозволяет добиться соответствия между сканированным из PhotoShopи раннее напечатанным изображением, но для технологического процесса на основе ICCэта модель не имеет практической ценности

1.2. Настройка под оригинал.

Второй группой автоматических цветовых преобразований является коррекция по типу оригинала, его семантике и типу пленки, на которой он изготовлен. Данный вид коррекции характерен только для СПОИ. Коррекция по типу оригинала предусматривает автоматический учет при сканировании вида оригинала. Например, можно учесть, является ли оригинал слайдам или он выполнен на непрозрачной основе, необходимо учитывать и устранять цветовой сдвиг, характерный для данного типа пленки и др.  Кроме того современные программные средства, например функция ColorAssistantпрограммы LinoColor, предлагают проводить учет семантики оригинала путем выбора варианта стратегии коррекции, специализированной в зависимости от сюжета оригинала. При этом проводится цветовая и градационная коррекция, которая в автоматическом режиме частично улучшает воспроизведение наиболее сюжетно важных цветов, характерных для оригинала. Такая коррекция реализуется путем усиления сигналов, обеспечивающих воспроизведение сюжетно важных цветов и соотношений, усилений или ослабления по черной краске, введением цветового сдвига.

К третьей группе можно отнести возможности реализуемые программами обработки растровой графики. Например, это Image/Adjust/Auto Levels и Image/Adjust/Auto Contrast в Adobe Photoshop. Методика такой автоматической коррекции заключается в приведении для каждого изображения самой яркой и самой темной точки к предварительно заданным величинам [Маргулис 203]. Команда автоматического контраста имеет примерно такой же алгоритм, но действует только на светлотную составляющую. Особенности применения подобных методов диктуют особую осторожность в их применении, ведь зачастую цветовые изменения при применении такой коррекции невозможно предсказать. Эта группа также свойственна только для СПОИ.

2. Градационные цветовые преобразования

Программы обработки растровой графики в отличие от СФОИ несут в себе множество возможностей работы с такими преобразованиями. Рассмотрим некоторые из них на примере программы Photoshop. Для проведения градационных преобразований в программе предусмотрены следующие возможности: комманда Image/Adjust/Levels, Image/Adjust/curvesи кроме того впомогательная функция Image/Histogram.

Функция Histogramспособна выдавать информацию по любым цветовым каналам, кроме того, включая канал светлоты. Эта функция высчитывает количество пикселов, строя гистограмму (по оси абсцисс откладывается количество уровней от самого темного до самого светлого). Эта функция представляет собой простой аналог методики, применяемой в СФОИ для определения информативной зоны, кроме того, она позволяет оценить распеределение деталей по каждому из цветовых каналов, что может использоваться для оценки, например, необходимой светлоты изображения.

Как правило, такие функции присутствуют и в программах сканирования.

Функция Levelsпредставляет собой мощный инструмент для градационных преобразований. Для удобства регулирования преобразований внешний вид окна представляет собой упрощенную гистограмму.

Градационные преобразования могут проводиться как всего изображения, так и для отдельно взятых цветовых каналов (например, в пространстве RGBсоответственно по каналам Red, Greenи Blue). В принципе Levels, это те же самые Curves, о которых речь пойдет дальше, но только с тремя точками – двумя конечными и одной центральной [Маргулис 65]. Двигая средний регулятор влево и вправо можно исправлять  изображение в светлых и темных тонах.

Кроме того, важными инструментами являются и пипетки для выставления точки белого, серого и черного. Если с выставление точки белого и черного все понятно – они позволяют выбрать ту точку, которая будет считаться самой белой и самой черной соответственно, то определение точки серого представляет собой мощнейший инструмент, который позволяет путем определения ахроматической точки на изображении устранить цветовые сдвиги различной величины. Подобный инструметарий существует практически в любом програмном обеспечении работающем с растровой графике, и в частности в программах сканирования.

<img width=«403» height=«255» src=«ref-1_585384422-99342.coolpic» v:shapes="_x0000_s1057 _x0000_s1058 _x0000_s1059 _x0000_s1060">

Самым простым из рассматриваемых  инструментов градационной коррекции является функция предоставляемая програмным обеспечением для сканеров фирмы HP— HPPrecisionscanPro. Данный инструмент позволяет редактировать общий оттенок получаемого изображения путем перемещения центральной нейтральной точки в сторону одного из цветов. Это можно сделать как и перемещением курсором манипулятора мышь, так и более точным заданием координат. Кроме того возможно увеличение насыщенности цветов в пределах от 0 до 150 условных единиц исппользуемых программой.

Круг решаемых этим инструментом задач небольшой – небольшое увеличение насыщенности и небольшая корректировка возможного цветового сдвига.

Подобный, но более усложненный инструмент Neutralizeпредоставляет программа UMAXMagicScan. Основным улучшением по сравнению с HPPrecisionscanProявляется возможность задания координат нейтральной точки в координатах пространства HSL, cвозможностью уточнения координат в пространстве RGB. Кроме того возможен выбор нейтрального пикселя прямо на изображении с последующим редактированием цветовых координат.

Теперь рассмотрим более мощный инструмент градационных преобразований – Curves. Многие специалисты, включая Дэна Маргулиса, считают этот инструмет более сложным, но и более необходимым для сложной коррекции изображения и позволяющим реализовать необходимые преобразования.

Как и рассмотренный ранее инструмент Levels, инструмент Curvesпозволяет производить преобразования как целиком всего изображения, так и по отдельным цветовым каналам. Как правило данный инструмент представляет собой возможность редактирования градационной кривой различными способами:

возможность редактирования кривой по точкам

возможность редактирования кривой путем придания ей произвольной формы с помощью инструмента карандаш

возможность редактирования, придания ей определенной форма путем задания параметра Gamma.

Последняя возможность реализована в AgfaFotoLookи представляет собой достаточно удобную функцию, позволяющую производить полуавтоматические градационные преобразования.

<img width=«199» height=«201» src=«ref-1_585483764-9062.coolpic» v:shapes="_x0000_i1028"><img width=«157» height=«202» src=«ref-1_585492826-8305.coolpic» v:shapes="_x0000_i1029"><img width=«131» height=«207» src=«ref-1_585501131-16405.coolpic» v:shapes="_x0000_i1030">

<img width=«490» height=«47» src=«ref-1_585517536-2386.coolpic» hspace=«12» alt=«Подпись: Рис.3. Внешний вид инструмента Curves в различных програмных продуктах: Adobe PhotoShop (слева), Umax Magic Scan (в центре) и Agfa FotoLook.» v:shapes="_x0000_s1061">
Кроме того в AdobePhotoShopпредусмотрена возможность сглаживания начерченой вручную градационной кривой – функция Smooth.

<img width=«374» height=«223» src=«ref-1_585519922-14784.coolpic» hspace=«12» v:shapes="_x0000_s1062">Еще одним инструментом градационной коррекции AdobePhotoShopявляется ColorBalance.

<img width=«515» height=«46» src=«ref-1_585534706-1936.coolpic» hspace=«12» alt=«Подпись: Рис.4. Color Balance реализованный в программе UMAX Magic Scan (справа) и он же в программе Adobe PhotoShop (слева).» v:shapes="_x0000_s1063"><img width=«175» height=«226» src=«ref-1_585536642-9740.coolpic» hspace=«12» v:shapes="_x0000_s1064">
Этот инструмент позволяет достаточно эффективно производить необходимый цветовой сдвиг изображения, путем добавления/уменьшения процента содержания регулируемой краски по отношению к другим. Кроме того инструмент позволяет достаточно грубо выделить область проводимой градационной коррекции – света, полутона и тени.

Как видно, из всего выше написанного, в системе поэлементной обработки гораздо более широкие возможности градационной коррекции. И, что тоже очень важно, гораздо большее количество вариантов ее проведения.

3. Селективная коррекция

Задача селективной коррекции может быть трактована и как задача коррекции с точки зрения психологической точности.

Методы селективной коррекции представляют собой действия, ведущие к преобразованию цветовых координат. В крайних случаях – к полной замене цвета. Такая цветовая коррекция может называться редакционной. Как правило, это коррекции цвета по отдельным цветам изображения, по группам цветов, если корректируемые цвета отличаются повышенной насыщенностью, то есть производится коррекция цвета по отдельным признакам: по насыщенности или цветовому тону.

Селективная цветовая коррекция позволяет корректировать цвет не всего изображения, а отдельных его участков, отличающихся по цветовому тону и насыщенности. Ее целесообразно осуществлять в цветовом пространстве Labили связанными с ним пространствами LCHили HSB. Работа в этих цветовых пространствах позволяет целесообразно корректировать те участки и параметры изображения, которые необходимо корректировать, при этом коррекция в этих участках не влечет изменения в участках, не подлежащих коррекции.

Этим селективная коррекция в пространстве Labсущественно отличается в лучшую сторону от широко применяемой коррекции градации цвета в системе CMYK(эта коррекция до сих пор широко применяется). При коррекции в пространстве CMYKосуществлять цветовую коррекцию можно только  изменением градационных характеристик по отдельным каналам, при этом изменяются не только избранные область и точки изображения, а все изображение в целом, оказывается влияние на другие участки и цветовые тона изображения.

Коррекцию желательно проводить таким образом, чтобы оптимизация режима коррекции осуществлялась на основе результатов, полученных при предварительном сканировании, то есть, по изображению низкого (экранного) разрешения.

Перед переходом к точному сканированию необходимо выбрать все установленные параметры такого сканирования, то есть провести соответственно градационную или цветовую коррекцию.

Следует избегать неоднозначного перехода из системы Labв CMYKи обратно, если при этом производится сохранение изображения, так как при этом переходе к более узкому цветовому пространству CMYKпотеря информации неизбежна.

В цветовом пространстве CMYKвозможно и целесообразно выполнять окончательные и отделочные операции, когда проведены основные цветовая и градационная коррекции, и необходимо провести окончательную коррекцию цветового баланса.

Современные программные средства предоставляют множество возможностей проведения селективной цветовой коррекции. Рассмотрим наиболее распространенные из них.

3.1. Селективная коррекция в программе 
LinoColor
.

Для начала рассмотрим вопрос о селективной цветовой коррекции на примере программы LinoColor. В ней предусмотрены следующие типы селективной цветовой коррекции:

1. секторная коррекция. Эта селективная цветовая коррекция позволяет изменять цвет по цветовому тону или насыщенности при этом воздействие производится на некоторую группу цветов ограниченных некоторым сектором плоскости цветности. Например, хотим обработать цвет лица. Он относится какому-то сектору плоскости цветности. Мы активизируем этот сектор и в нем изменяем необходимые цвета. При этом воздействие осуществляется на все цвета, находящиеся в данном секторе и не затрагивает другие сектора.

Преимуществом такой коррекции является мягкость цветовых переходов между корректируемыми и некорректируемыми секторами плоскости цветности, отсутствие появления каких-либо ложных границ в изображении.

2. точечная коррекция. Мы корректируем цвет определенной точки цветового пространства, при этом корректируются все точки, имеющие такой цвет. Такая коррекция может привести к резкому выделению корректируемого цвета из окружающего пространства, то есть такая коррекция может привести к появлению ложных границ. Поэтому такая селективная коррекция обычно применима для изменения цвета каких-либо участков, имеющих постоянный цвет и, как правило, ограниченных какими-либо четкими границами.

3. селективная цветовая коррекция в выбранной зоне. Она является промежуточной между 1 и 2. При такой цветовой коррекции мы сами определяем ту зону цветового пространства, которое хотим подвергнуть коррекции по цвету. Пример, для того чтобы откорректировать морковку и не затронуть участки изображения внутри которых есть близкие по цвету участки мы выбираем цветовую точку внутри морковки, затем начинаем расширять эту цветовую зону путем расширения этой точки. Проводим расширение до тех пор, пока не будет перекрыт диапазон участка, но не будут затронуты участки, которые имеют близкие цвета. Эту коррекцию можно проводить как по цветовому тону, так и по насыщенности используя соответствующие координаты LCHили HSB.

Возможен предварительный анализ путем выделения тех цветов, которые находятся вне цветового охвата репродукции. Для этого существует специальная подпрограмма выделения неохватных цветов. Эти участки могут быть подвергнуты селективной цветовой коррекции по методам 1 и 3 и, соответственно, таким образом, может быть изменена насыщенность и эти участки изображения могут быть введены в цветовой охват репродукции без потери резкости деталей изображения.

Такая селективная коррекция, как правило, освобождает от необходимости использования специальных масок выделяющих геометрическую площадь. Применение таких масок стоит избегать вследствие того, что геометрическое выделение области чревато появлением ложных границ в изображении, которые потом необходимо дополнительно размывать, теряя резкость изображения.

Так же хотелось бы рассмотреть возможности селективной коррекции и в других.

3.2.
Hue
/
Saturation
от
Adobe

PhotoShop


Инструмент предоставляет возможности цветовой коррекции изображения путем изменения изображения в пространстве HSL. Возможно изменение как всего изображения (канал под названием Master), так и цветовых каналов по отдельности, причем возможна коррекция каналов CMYKи RGBодноременно, без переходов из одного пространства в другое. Диалоговое окно Hue/Saturationпозволяет точно определить целевые цвета для коррекции, как путем выбора диапазона, так и путем указания конкретного цвета на оригинале с помошью инструмента «пипетка». Кроме определения целевых инструментов возможно определение характера воздействия данного инструмента, путем передвижения ограничивающих рамок.

3.3.
Replace

Color
от
Adobe

PhotoShop


Этот инструмент позволяет создать виртуальную маску для замены конкретного цвета (или диапазона близких цветов при Fuzziness>0). Главными достоинствами  инструмента являются не только возможности визуальной оценки получаемого цвета, но и возможность предварительного просмотра области, которая в будущем будет подвергнута редакционной коррекции. Стоит отметить, что по мнению многих специалистов, включая Дэна Маргулиса, данный инструмент является одним из наиболее трудоемких инструментов для использования, так как достаточно трудно с его помощью определить именно те границы, в рамках которых будет происходить замена цвета.

    продолжение
--PAGE_BREAK--