孙敬楠 马倩云

数码相机是印刷图像采集时经常会用到的工具，其色彩还原能力的高低，直接决定了印刷原稿质量的好坏。对此，本文以两款数码相机为例，介绍数码相机色彩还原能力的评价方法，供大家参考。

理论基础

数码相机的成像原理可简单地概括为：传感器（CCD/CMOS）接收光学镜头传递来的光信号，将其转化为电信号，再经过模/数转换器转换成数字信号后保存在存储器中。

本文选取了色差和饱和度作为数码相机色彩还原能力的评价指标。在色差的计算上，本文采用CIE L*a*b*色差公式。CIE L*a*b*颜色空间是均匀颜色空间，与人眼感觉一致，即颜色空间上相同的距离代表相同的色差。本文将数码相机拍摄照片的颜色值与标准值进行色差比较，并以此作为评价标准。

饱和度是指色彩的鲜艳程度，也称色彩的纯度。饱和度取决于颜色中含色成分和消色成分（灰色）的比例，含色成分越大，饱和度越高；消色成分越大，饱和度越低。

数码相机色彩还原能力评测

1.实验条件

实验环境：暗室，环境照度小于1Lux，温度15～35℃，湿度25%～75%，中性灰色墙面。

实验设备：联想电脑SJN-PC、三脚架、Panasonic DMC-GF1和Panasonic DMC-ZS1数码相机、反射光源、灯箱、ColorChecker标准色卡（如图1），Imatest软件。

ColorChecker标准色卡包含六级灰度、加色三原色（红、绿、蓝）、减色三原色（黄、品红、青），以及肤色和模拟自然物体的真实色彩，共有24个色块。从左到右再从上到下，依次对色块进行编号。

在进行数码相机色彩还原能力的测试时，我们在特定的环境下，将两款不同的数码相机调整为白平衡模式，对ColorChecker标准色卡进行拍摄，并将拍摄的结果进行对比分析，从而得出两款相机色彩还原能力的差别。下文中，ΔC代表不考虑亮度信号时的色差值，ΔE*ab代表考虑亮度信号时的色差值，Saturation1代表饱和度的真实值，Saturation2代表饱和度的理想值。

2.实验过程

（1）设置相机参数，关闭闪光灯。确保实验环境全黑且无反光，照度小于1Lux。实验过程中照明应均匀，建议照度变化不超过±5%。

（2）用被评测的数码相机Panasonic DMC-GF1和Panasonic DMC-ZS1分别瞄准置于中性灰背景中的标准色卡，使其处于数码相机取景器视场的中央，并尽可能充满视场（标准色卡应占取景器视场面积的70%以上），采用20°～45°的入射角进行拍摄，拍摄完成后将图片存储为JPG格式。

（3）将所拍摄图像导入计算机中，然后用Imatest软件进行评测。打开Imatest软件，点击ColorCheck模块将图片导入，选择分析区域，设定相关参数，开始评测。

3.结果分析

在该实验中，以24色ColorChecker标准色卡的理想值作为参考标准，把用Panasonic DMC-GF1和Panasonic DMC-ZS1两种型号数码相机拍摄的标准色卡的颜色值分别与理想值做比较，通过所得到的色差值大小和颜色饱和度数值来判断数码相机的色彩还原能力。色差值越大，颜色饱和度与理想值差值越大，说明数码相机的色彩还原能力越差，反之亦然。实验所得的两种型号数码相机拍摄的颜色与理想值相比的色域对比图分别如图2、图3所示，相应的色差数据表如表1、表2所示。

图2、图3中，方形点代表理想的颜色值，圆形点代表数码相机拍摄出来的颜色值，圆形点和方形点之间的距离代表二者之间的色差，两点之间的距离越长说明色差越大，越短说明色差越小。

分析饱和度数据，由表1、表2中的数据可知，采用Panasonic DMCGF1数码相机拍摄时，标准色卡中的24个色块饱和度理想值的平均值为34.51，而真实值的平均值为33.84；采用Panasonic DMC-ZS1数码相机拍摄时，这两个数据分别为37.70和33.50。两种型号的数码相机饱和度的真实值与理想值均较为接近。

再分析色差数据，由表1、表2中数据可知，Panasonic DMC-GF1数码相机在考虑Y信号和不考虑Y信号两种情况下的平均色差分别为ΔE*=7.85和ΔC=6.53；Panasonic DMC-ZS1数码相机在考虑Y信号和不考虑Y信号两种情况下的平均色差分别为ΔE*=9.46和ΔC=7.45。鉴于色差值越大，数码相机色彩还原能力越差，相较而言， Panasonic DMC-GF1数码相机的色彩还原能力更好一些。

数码相机成像是一个复杂的过程，数码相机色彩还原能力不仅受到色彩还原算法的影响，而且在实际评测过程中还会受到拍摄环境、光源等相关因素的影响，所以对其进行准确客观的评价是有一定困难的。借助本文的方法，我们可以对各种型号的数码相机的色彩还原能力进行评价比较，这对我们发现数码相机存在的缺陷和问题并加以改善具有一定的意义。