基于ICC的數碼相機色彩管理技術在舌象圖片采集中的應用

吳祖春，陳 浩

廣州中醫藥大學:1基礎醫學院;2信息技術學院，廣州 510405

基于ICC的數碼相機色彩管理技術在舌象圖片采集中的應用

吳祖春1，陳 浩2

廣州中醫藥大學:1基礎醫學院;2信息技術學院，廣州 510405

為減小舌象圖片采集中拍攝環境和數碼相機所產生的色差，引入了基于ICC特征文件的數碼相機色彩管理技術。在介紹其一般步驟及具體流程的基礎上，根據舌象圖片采集的特點提出了應用技巧與注意事項。

色彩管理;舌象;醫學攝影

目前，數碼相機已經廣泛運用于醫學攝影(包括舌象圖片采集)中，其色彩還原對舌象圖片質量具有決定性的影響。不同品牌、型號的相機色彩還原不同，即便是同一相機，也因拍攝環境或設置不同而使拍攝出的圖片有所差異，影響舌色還原。因此，需要對相機進行色彩管理，以校正因環境不同、相機不同或設置不同而帶來的色差。

基于國際色彩聯盟(international color consortium，ICC)特性描述文件(ICC Profile)對各種圖片輸入、輸出及顯示設備進行色彩管理的技術已經比較成熟，且廣泛應用于數碼攝影、印刷業、顯示器制造業等領域。但其在醫學攝影，特別是舌象圖片采集中應用較少。該文從色彩管理的一般步驟、具體流程以及在舌象圖片采集中的應用技巧與注意事項三方面予以討論，以期減小舌象圖片色差。

1 色彩管理及一般步驟

1993年，由Adobe System Inc.、Agfa、Apple Computer、Eastman、Kodak Company、Microsoft Corporation、Silicon GraphicsInc、Sun Microsystems、Taligent Inc［1-2］等廠商創建了ICC，其主要目的是對目前所使用的所有圖像格式進行整合，并根據聯盟內各廠家提供的設備色空間數據，定義各種顏色復制設備的特性，用以支持各媒體設備間的顏色通信。也就是將掃描儀、數碼相機等輸入設備(input device)、CRT、LCD、LED等顯示設備(display device)、打印及印刷的輸出設備(output device)，經過特性化(characterization)的標準程序處理后，產生顏色特性描述文件，并將其嵌入或連接到圖像文件中，將不同設備通過各種顏色空間轉換模式相互連接，從而達到復制顏色與原圖顏色的一致性。

色彩管理一般步驟包括設備的特性化(characterisation，建立設備profile文件)、色域映射(gamut mapping)及顏色轉換(conversion)［3］。

1.1 設備的特性化

每個顏色輸入設備或顏色輸出設備特性化的目的是確立設備或材料的色彩表現范圍，并以色彩特性的ICC文件表現。所以，設備特性化前須將設備(DC、顯示器、掃描儀、印刷機等)調整到定義的標準狀態，以確保它達到或精確到生產廠商的規范。

1.2 色域映射

由于各種顏色設備所能表現的顏色范圍(即色域)各不相同，為實現彩色圖像的復制，就需要使用色域映射技術和算法，來克服設備顏色表現范圍的不同。對于一個設備不能表現的顏色，在國際照明委員會(International Commission on Illumination，CIE)色度空間中首先以一定的方法映射進設備色域中，即采用某種對應關系將一個設備的色域映射到另一個設備色域中。

1.3 顏色轉換

顏色轉換指設備顏色值和CIE標準顏色色度值之間的相互轉換，即利用設備特征文件給出的設備顏色值和形成的CIE標準顏色色度值之間的關系，計算出給定設備值對應的CIE色度值。

2 色彩管理具體流程

2.1 主要設備及材料

●數碼相機:Nikon D80 DSRL，AF Micro-Nikkor 60 mm f/2.8D lens;

●色卡:x-RiteTM ColorChecker passport(24);

●軟件:ProfileMaker5.0;Adobe Photoshop CS4+ RAW2.5。

2.2 數碼相機ICC特性文件生成流程

2.2.1 色卡數據采集

●設定標準拍攝環境 以暗室為例，參考ISO3664; 2000標準［4］建立標準環境，調整拍攝光源照度、位置以及入射角，減少環境光干擾，建立一個標準、均勻的拍攝環境。

●設定數碼相機及鏡頭的工作狀態(以實驗所用相機為例) 顏色模式:Ⅱ(adobe RGB)，拍攝模式:M(手動);白平衡:選擇色溫5 500K;測光模式:點測光，手動對焦;快門:1/60-1/100;ISO:100;光圈: f/8-f/11;存儲格式:NEF(RAW);拍攝距離:20cm-30cm。

●色卡拍攝 關閉Nikon D80數碼相機的色彩管理功能，對準灰色塊，采用中央權重點測光模式進行色標拍攝，色標要處于拍攝畫面的中央位置，重復3次拍攝，最后以RAW格式存儲。

●色卡圖片存儲 將所拍攝的色標圖像導入Photoshop CS4中，關閉Photoshop CS4中的色彩管理功能，將色標的邊緣裁切掉，存儲為“Nikon_D80_ ColorChecker.tif”文件名的TIFF格式文件。

2.2.2 生成數碼相機的ICC特征文件

●獲取標準參考數據 標準參考數據獲取的方法主要有兩種:一種是利用廠家提供的參考數據，是在標準環境下，標準原稿上每個色塊的Lab數據;另一種是利用分光光度計對標準色塊上的數據進行測量得到的Lab值［5］。該文使用的是廠家數據。

●生成ICC特征文件 打開特征文件，生成軟件ProfileMaker Pro5.0，選擇“CAMERA”選項。在“Reference Data”選擇框中，選擇實驗測得的標準色標數據文件“ColorChecker 24.txt”;在“Photographed Testchart”選擇框中，選擇實驗獲取的色標數據文件“Nikon_D80;在”Photo Task＇選擇框中，選擇“General: Purpose”選項;在“Light Source”選擇嘗框中，選擇“D65”選項;單擊“Start”按鍵，軟件對數據進行比較和印計算，生成Nikon D80數碼相機的Profile;將生成的Profile命名為“Nikon_D80_ICCProfile.icc”并存盤。

2.2.3 使用ICC特性文件 以常用圖形編輯軟件Adobe Photoshop CS4為例，在Photoshop中打開舌象圖片，依次打開窗口:文件→編輯→指定配置文件，選中“Nikon_D80_ICC Profile.Icc”文件后確定。再依次打開窗口:文件→編輯→顏色設置。保存圖片時將保存對話窗口中ICC配置文件前打勾。

3 數碼相機色彩管理在舌象圖片采集中的應用技巧及注意事項

3.1 特性文件具有針對性

使用ICC文件管理舌象圖片時，應保證舌象圖片采集時的環境與光源、相機及鏡頭、拍攝距離等因素與拍攝色卡時完全一致，若其中任一因素前后不一致，如環境改變，光源照度、色溫不穩定，相機及或鏡頭設置狀態變化等，則應重新制作與舌象圖片采集相同條件下的ICC特性文件［6］。

3.2 圖片應使用標準光源采集

舌象圖片如果沒有條件在暗室使用標準光源采集，而是在自然光或者在非標準輔助光源(如白熾燈)下進行，自然光受時間、天氣、周圍環境的影響很大，且變化很快;白熾燈的色溫、照度會隨電壓的變化而變化，兩者作為光源都極不穩定。建議將舌體與色卡置于同畫面拍攝，使用生成的ICC特性文件管理舌象圖片，注意使色卡與舌面大致處于同一平面，拍攝時鏡頭縱軸與此平面保持垂直，光源布置應盡量使舌面及色卡受光均勻一致(如圖1所示)。

圖1 色卡與舌面處同一平面，且受光一致

3.3 舌體的拍攝

如果將舌體與色卡置于同畫面拍攝，最好使用小型色卡，如本文x-RiteTMColorChecker passport(24)，若使用標準色卡，如x-RiteTMColorChecker(24)或x-RiteTMColorChecker SG(140)，則舌體占畫幅比例太低，有效像素不夠，分辨率低。

3.4 采集設備的不穩定性

數碼相機、輔助光源等設備，使用較長時間后參數可能偏移，需要每隔一段時間重新制作ICC特性文件，補償因老化或其他因素造成的偏差［6］。另外，色卡使用日久也會出現飽和度降低、污染等現象，須及時更換。

［1］ICCWorking Groups.Architecture Working Group［EB/OL］.http://www.color.org/groups.xalter

［2］曹從軍.色彩管理關鍵技術CIE L～*a～*b～*與CMYK變換算法的研究［D］.西安:西北大學，2008:2

［3］劉文耀.數字圖像采集與處理［M］.北京:電子工業出版社，2007:333

［4］ISO3664，2000《圖像技術與攝影行業標準觀視條件》國際標準［S］

［5］梁靜，趙輝.數碼相機的色彩管理實施方案［J］.出版與印刷，2008，(4):38-42

［6］樊艷，梁嶸.關于數字舌圖色彩校正方法的探討［J］.醫藥世界，2006，(11):78-80

Application of ICC profile-based digital camera color management technology in tongue shooting

Wu Zuchun1，Chen Hao21School of Basic Medical Sciences;2Information Technology College，Guangzhou University of Chinese Medicine， Guangzhou 510405

To reduce the chromatic aberration caused by digital camera and ever-changing environment during tongue shooting，we introduced ICC profile-based color management technology for digital camera in photographic science.This paper describes its general steps and specific processes.Particularly，it points out the techniques and precautions in application according to the characteristics of tongue shooting.

colormanagement;tonguemanifestation;medical photography

J403

:A

:1004-5287(2012)04-0477-02

廣州中醫藥大學科研創新基金(11CX049)

2012-04-11

吳祖春(1977-)，男，安徽廬江人，醫學博士，講師，主要研究方向:舌脈證與方藥研究。