基于ICC的数码相机色彩管理技术在舌象图片采集中的应用

吴祖春，陈 浩

广州中医药大学:1基础医学院;2信息技术学院，广州 510405

基于ICC的数码相机色彩管理技术在舌象图片采集中的应用

吴祖春1，陈 浩2

广州中医药大学:1基础医学院;2信息技术学院，广州 510405

为减小舌象图片采集中拍摄环境和数码相机所产生的色差，引入了基于ICC特征文件的数码相机色彩管理技术。在介绍其一般步骤及具体流程的基础上，根据舌象图片采集的特点提出了应用技巧与注意事项。

色彩管理;舌象;医学摄影

目前，数码相机已经广泛运用于医学摄影(包括舌象图片采集)中，其色彩还原对舌象图片质量具有决定性的影响。不同品牌、型号的相机色彩还原不同，即便是同一相机，也因拍摄环境或设置不同而使拍摄出的图片有所差异，影响舌色还原。因此，需要对相机进行色彩管理，以校正因环境不同、相机不同或设置不同而带来的色差。

基于国际色彩联盟(international color consortium，ICC)特性描述文件(ICC Profile)对各种图片输入、输出及显示设备进行色彩管理的技术已经比较成熟，且广泛应用于数码摄影、印刷业、显示器制造业等领域。但其在医学摄影，特别是舌象图片采集中应用较少。该文从色彩管理的一般步骤、具体流程以及在舌象图片采集中的应用技巧与注意事项三方面予以讨论，以期减小舌象图片色差。

1 色彩管理及一般步骤

1993年，由Adobe System Inc.、Agfa、Apple Computer、Eastman、Kodak Company、Microsoft Corporation、Silicon GraphicsInc、Sun Microsystems、Taligent Inc［1-2］等厂商创建了ICC，其主要目的是对目前所使用的所有图像格式进行整合，并根据联盟内各厂家提供的设备色空间数据，定义各种颜色复制设备的特性，用以支持各媒体设备间的颜色通信。也就是将扫描仪、数码相机等输入设备(input device)、CRT、LCD、LED等显示设备(display device)、打印及印刷的输出设备(output device)，经过特性化(characterization)的标准程序处理后，产生颜色特性描述文件，并将其嵌入或连接到图像文件中，将不同设备通过各种颜色空间转换模式相互连接，从而达到复制颜色与原图颜色的一致性。

色彩管理一般步骤包括设备的特性化(characterisation，建立设备profile文件)、色域映射(gamut mapping)及颜色转换(conversion)［3］。

1.1 设备的特性化

每个颜色输入设备或颜色输出设备特性化的目的是确立设备或材料的色彩表现范围，并以色彩特性的ICC文件表现。所以，设备特性化前须将设备(DC、显示器、扫描仪、印刷机等)调整到定义的标准状态，以确保它达到或精确到生产厂商的规范。

1.2 色域映射

由于各种颜色设备所能表现的颜色范围(即色域)各不相同，为实现彩色图像的复制，就需要使用色域映射技术和算法，来克服设备颜色表现范围的不同。对于一个设备不能表现的颜色，在国际照明委员会(International Commission on Illumination，CIE)色度空间中首先以一定的方法映射进设备色域中，即采用某种对应关系将一个设备的色域映射到另一个设备色域中。

1.3 颜色转换

颜色转换指设备颜色值和CIE标准颜色色度值之间的相互转换，即利用设备特征文件给出的设备颜色值和形成的CIE标准颜色色度值之间的关系，计算出给定设备值对应的CIE色度值。

2 色彩管理具体流程

2.1 主要设备及材料

●数码相机:Nikon D80 DSRL，AF Micro-Nikkor 60 mm f/2.8D lens;

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

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

2.2 数码相机ICC特性文件生成流程

2.2.1 色卡数据采集

●设定标准拍摄环境 以暗室为例，参考ISO3664; 2000标准［4］建立标准环境，调整拍摄光源照度、位置以及入射角，减少环境光干扰，建立一个标准、均匀的拍摄环境。

●设定数码相机及镜头的工作状态(以实验所用相机为例) 颜色模式:Ⅱ(adobe RGB)，拍摄模式:M(手动);白平衡:选择色温5 500K;测光模式:点测光，手动对焦;快门:1/60-1/100;ISO:100;光圈: f/8-f/11;存储格式:NEF(RAW);拍摄距离:20cm-30cm。

●色卡拍摄 关闭Nikon D80数码相机的色彩管理功能，对准灰色块，采用中央权重点测光模式进行色标拍摄，色标要处于拍摄画面的中央位置，重复3次拍摄，最后以RAW格式存储。

●色卡图片存储 将所拍摄的色标图像导入Photoshop CS4中，关闭Photoshop CS4中的色彩管理功能，将色标的边缘裁切掉，存储为“Nikon_D80_ ColorChecker.tif”文件名的TIFF格式文件。

2.2.2 生成数码相机的ICC特征文件

●获取标准参考数据 标准参考数据获取的方法主要有两种:一种是利用厂家提供的参考数据，是在标准环境下，标准原稿上每个色块的Lab数据;另一种是利用分光光度计对标准色块上的数据进行测量得到的Lab值［5］。该文使用的是厂家数据。

●生成ICC特征文件 打开特征文件，生成软件ProfileMaker Pro5.0，选择“CAMERA”选项。在“Reference Data”选择框中，选择实验测得的标准色标数据文件“ColorChecker 24.txt”;在“Photographed Testchart”选择框中，选择实验获取的色标数据文件“Nikon_D80;在”Photo Task＇选择框中，选择“General: Purpose”选项;在“Light Source”选择尝框中，选择“D65”选项;单击“Start”按键，软件对数据进行比较和印计算，生成Nikon D80数码相机的Profile;将生成的Profile命名为“Nikon_D80_ICCProfile.icc”并存盘。

2.2.3 使用ICC特性文件 以常用图形编辑软件Adobe Photoshop CS4为例，在Photoshop中打开舌象图片，依次打开窗口:文件→编辑→指定配置文件，选中“Nikon_D80_ICC Profile.Icc”文件后确定。再依次打开窗口:文件→编辑→颜色设置。保存图片时将保存对话窗口中ICC配置文件前打勾。

3 数码相机色彩管理在舌象图片采集中的应用技巧及注意事项

3.1 特性文件具有针对性

使用ICC文件管理舌象图片时，应保证舌象图片采集时的环境与光源、相机及镜头、拍摄距离等因素与拍摄色卡时完全一致，若其中任一因素前后不一致，如环境改变，光源照度、色温不稳定，相机及或镜头设置状态变化等，则应重新制作与舌象图片采集相同条件下的ICC特性文件［6］。

3.2 图片应使用标准光源采集

舌象图片如果没有条件在暗室使用标准光源采集，而是在自然光或者在非标准辅助光源(如白炽灯)下进行，自然光受时间、天气、周围环境的影响很大，且变化很快;白炽灯的色温、照度会随电压的变化而变化，两者作为光源都极不稳定。建议将舌体与色卡置于同画面拍摄，使用生成的ICC特性文件管理舌象图片，注意使色卡与舌面大致处于同一平面，拍摄时镜头纵轴与此平面保持垂直，光源布置应尽量使舌面及色卡受光均匀一致(如图1所示)。

图1 色卡与舌面处同一平面，且受光一致

3.3 舌体的拍摄

如果将舌体与色卡置于同画面拍摄，最好使用小型色卡，如本文x-RiteTMColorChecker passport(24)，若使用标准色卡，如x-RiteTMColorChecker(24)或x-RiteTMColorChecker SG(140)，则舌体占画幅比例太低，有效像素不够，分辨率低。

3.4 采集设备的不稳定性

数码相机、辅助光源等设备，使用较长时间后参数可能偏移，需要每隔一段时间重新制作ICC特性文件，补偿因老化或其他因素造成的偏差［6］。另外，色卡使用日久也会出现饱和度降低、污染等现象，须及时更换。

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

［2］曹从军.色彩管理关键技术CIE L～*a～*b～*与CMYK变换算法的研究［D］.西安:西北大学，2008:2

［3］刘文耀.数字图像采集与处理［M］.北京:电子工业出版社，2007:333

［4］ISO3664，2000《图像技术与摄影行业标准观视条件》国际标准［S］

［5］梁静，赵辉.数码相机的色彩管理实施方案［J］.出版与印刷，2008，(4):38-42

［6］樊艳，梁嵘.关于数字舌图色彩校正方法的探讨［J］.医药世界，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

广州中医药大学科研创新基金(11CX049)

2012-04-11

吴祖春(1977-)，男，安徽庐江人，医学博士，讲师，主要研究方向:舌脉证与方药研究。