遙感影像輸出中色彩管理的應用

李星全，李新峰，王蜜蜂，王靖楓

（1.西安測繪總站，陜西 西安 710054）

遙感影像成果的快速、高質量輸出是遙感影像廣泛應用的保證。然而受設備的呈色特性、照明光源和觀測視場等因素的影響，不同的輸出設備具有不同的色彩特性，相同的遙感影像在不同輸出設備之間的傳遞和復制再現過程中，因設備相關性，顏色的一致性、準確性和可預見性難以保證，大大降低了遙感影像輸出的質量與效率[1]。因此，為了保證色彩傳遞的一致性，在遙感影像輸出過程中必須進行色彩管理，對輸出設備進行校準，對顏色進行測量和控制[2]。

ProfileMaker是專業的色彩管理軟件，提供了色彩管理必需的工具，具有修改色彩特性文件（Profile）的功能[3]。本文利用ProfileMaker色彩管理軟件和測量工具對彩色噴墨打印機進行校準和特征化，采用色彩管理的規范化輸出流程，通過比較分析同一影像在采用色彩管理前后得到的不同效果的打印輸出成果，驗證色彩管理在遙感影像輸出過程中的應用效果。

1 試驗設備

試驗應用的硬件及工具包括：愛色麗Eye-one pro分光色度儀；聯想臺式計算機（ThinkingStation E20）；藝卓24寸液晶顯示器（Eizo ColorEdge CG241W）；惠普Designjet T1100彩色噴墨打印機；ECI2002色卡；上海利華標準光源廂；派虎電腦遮光罩。軟件包括：Windows XP操作系統、ProfileMaker5.0色彩管理軟件和Photoshop CS圖像處理軟件。

上海利華CPC系列標準光源觀察箱能夠提供打樣稿的標準光源為D65和D50。實驗室溫度26 ℃，濕度35%，打印機、顯示器和計算機等設備工作狀態穩定。

2 試 驗

2.1 制作打印機特性文件[4]

1）打印機設置。預熱30 min，使打印機處于缺省、穩定的狀態，并關閉打印機面板上的“校準色彩”。

2）打印輸出色標。在Photoshop軟件中制作測試文件，選擇輸出ECI2002色標。該色標是印刷標準，包含色塊數為1 485，使得設備的采樣更加均勻。打印時，不使用任何色彩空間和任何色彩管理功能（包括打印機和Photoshop）。為保證測量準確，需等30 min后才能夠測量。

3）參數設定。啟動ProfileMaker軟件，選中“Printer”選項，在參考數據中選擇所打印的ECI2002CMYK.tif文件。在制作特性文件之前，需要對ProfileMaker中的選項進行如下設置。

①確定Profile文件的大小。選擇“Large”選項，所產生的ICC文件會比較大，準確性也相對較高；

②設定中性灰的處理方式。選擇“Paper-colored Gray”選項，保留承載介質對亮調部分的影響，而其他顏色和灰色則保留不受承載介質影響的顏色效果；

③選擇色域映射方法。選擇“Chroma Plus”選項，保持圖像的明亮度；

④選擇觀察光源。選擇與標準樣張和原稿觀察條件要求一致的D50標準光源；

⑤分色選項設定。點擊“Separation”選項，進入分色面板，其中有很多分色選項，通常只設定分色方式和最大黑墨量。分色方式選擇“UCR”，最大黑墨量選擇260，設置點擊“Neutralize”按鈕，軟件即根據數據計算出新的灰平衡曲線。

4）數據采集。參數設置后，可進行數據采集。本文分別在標準光源廂中的D50、D65標準光源和普通光照3種條件下進行數據采集。采集時，在測量數據中選擇分光光度儀，啟動Measure Tool軟件進行測量。按Eye-one pro分光光度計上的量測按鈕，選擇沒有間隔的色條，測量先前打印的ECI2002色標的每一個色塊。在對色標數據進行采集的過程中，規范的操作要點如下：

①輔助的標尺工具需要對準軟件提示的特定行數的色條，并根據提示逐行平移標尺、逐條測量；

②測量過程中，按住Eye-one側邊的量測按鈕，聽到提示音后，繼續按住按鈕勻速在標尺上平移Eyeone，直到色條末端，放開量測按鈕；

③每次測量結束后，需要及時查看軟件的提示，如果出現錯誤提示，需要重新測量該行色條，直到提示正確為止。

5）打印機特性文件的生成。采集完成后，回到主界面，點擊“開始”，按照提示生成ICC文件。保存時，名稱最好包含打印機名稱型號和紙張類型、墨水類型以及制作時間。同時，特性文件ICC也將自動保存在系統C盤的WINDOWSsystem32Spooldriverscolor路徑下。

2.2 不同光源下制作打印機特性文件的檢驗

色彩主要受光源、物體、觀察者環境色等因素的影響。為了分析觀察者環境色在色彩管理過程中的作用，本文在3種不同光源下制作了同一臺打印機的特性文件，并對3種光源條件下的特性文件與標準數據進行對比分析[5]。啟動Profilemaker軟件中MeasureTools模塊下的Comparing，可以比較分析測量好的色標與標準文件[5]，如表1。

表1 不同特性文件與標準文件對比表

由表1可知，標準光源D50與D65與標準數據的平均差和標準差幾乎相同，小于普通光源與標準數據的平均差和標準差，更能正確反映打印機的色彩表現能力。分析表明，標準化光源條件是色彩管理的前提。

2.3 試驗結果分析

在Photoshop中加載不同光源下制作的打印機ICC特性文件[6]，實現對遙感影像成果的色彩管理，得到不同的輸出成果，驗證了打印機特性文件決定輸出效果的色彩管理本質。由于標準光源D50與D65與標準數據的平均色差幾乎一致，本文將標準光源D65與普通光源下制作的特性文件分別加載在衛星影像和航空影像上[7]，進行屏幕顯示并打印輸出，輸出成果的色彩和質量得到明顯改善，增加了其對比度和飽和度。

2.3.1 試驗一

試驗一使用的影像是衛星影像，分辨率為254像素/英寸，圖像大小為871×849。圖1為未實現色彩管理的原始打印輸出影像，圖2為加載D65標準光源制作特性文件后的打印輸出影像，圖3為加載普通光源制作特性文件后的打印輸出影像。

圖1 無色彩管理影像

圖2 色彩管理影像（D65

圖1影像較為模糊，顏色偏黃；其余2幅是實現色彩管理后的打印輸出影像，與未實現色彩管理的圖幅比較，清晰度顯著提高。圖2影像清晰，對比度明顯提高，偏色得到改善，色彩均勻，質量顯著提高。圖2和圖3影像色調明顯加重，顏色偏青。

2.3.2 試驗二

試驗二使用的影像是航空影像，分辨率為254像素/英寸，圖像大小為8 444×6 200。圖4為未實現色彩管理的原始打印輸出影像，圖5為加載D65標準光源制作特性文件后的打印輸出影像，圖6為加載普通光源制作特性文件后的打印輸出影像。

圖4影像本身質量非常好，色彩飽和度比較高；圖5是實現色彩管理后的影像，對比度明顯增大，影像更加清晰，左邊的海部色調提升。在Photoshop軟件中觀察本幅圖，實現色彩管理后的影像細節明顯得到改善，同時還改善了海邊露巖地的偏紅現象。圖6的色調明顯偏重，整體顏色較暗。

圖4 無色彩管理影像

圖5 色彩管理影像（D65）

圖6 色彩管理影像（普通）

3 結 語

以規范化與標準化操作為前提，實現遙感影像輸出的色彩管理具有可操作性。色彩管理能夠提高影像的清晰度和亮度等，對偏色現象進行一定的補償與改善，影像質量效果改善顯著。要輸出品質好的遙感影像，必須首先控制好原始影像的質量，高質量的影像經過色彩管理輸出效果會更好。

[1]許天亮.六色打印機彩色特性檢測與校正技術研究[D].西安:西安電子科技大學,2008

[2]王義峰.色彩管理若干關鍵技術研究[D].西安:西安電子科技大學,2008.

[3]梁靜,趙輝.基于ProfileMaker的數碼相機色彩管理實施方案[J].數碼印藝，2009(2):44-46

[4]謝贊平.印刷機ICC色彩特性文件的制作[J].印刷世界,2011(12):18-20

[5]楊麗,趙秀萍.Photoshop中實現屏幕打樣的方法[J].包裝工程,2008(8):86-88

[6]季薇.淺析Photoshop中色彩管理的實現[J].廣東印刷,2008(3):13-14

[7]蔣青言,袁尉.屏幕軟打樣的技術實現與評價[J].廣東印刷,2011(4):54-57