曲线、色阶工具在数字图像后期处理中的应用

信阳农林学院信息工程学院　张雪峰



曲线、色阶工具在数字图像后期处理中的应用

信阳农林学院信息工程学院张雪峰

【摘要】曲线和色阶是Photoshop中最为基础和常用的色彩调整工具，使用它可以校正图片中存在的大部分的亮度，色彩问题，还可以增加很多影调效果。本文分别介绍了色阶和曲线工具在调整图像明暗，纠正色偏上的方法要点，分析其功能的异同和注意事项。对于数字图像后期处理有很大帮助。

【关键词】直方图；色彩调整；曲线；色阶

河南省教育厅项目，项目名称：基于Moodle的高校研究型教学平台的设计与开发（项目编号：16A520091）。

0　引言

数码相机和扫描仪是图像处理中常见的输入设备。使用数码相机拍摄时，光照条件或曝光时间的不合适以及成像元件CCD的颜色响应误差都可能引起图像的色偏，扫描仪光源、滤色片和光电转换元件的误差，也会造成扫描输入的图像出现颜色偏差；造成曝光不足、曝光过度等现象，这就需要用适当的软件来调整图像，以使数码照片有更好的质量，更加接近真实效果。

Photoshop是数字图片处理过程中应用最为广泛的一种软件，可以用来进行图像编辑，图像合成，校色调色及特效制作。曲线和色阶是Photoshop中最为基础和常用的色彩调整工具, 使用它可以校正图片中存在的大部分的亮度，色彩问题，还能为照片增加很多影调效果。

1　色阶

色阶是用直方图的形式表示整幅图像的明暗信息。色阶反映亮度变化，与颜色无关。

1.1曝光过度和曝光不足处理

对于曝光正常的照片，通过“图像—调整—色阶”，打开色阶对话框，可以看到其直方图均匀分布在0-255的全色阶状态，直方图上的曲线形状是平滑饱满的。（如图1所示），如果直方图的左侧像素集中，就可以判断出这副图像的整体影调为暗调，图像曝光不足。具体解决可以在色阶调板上将右侧的白场滑块左移到直方图的初始位置，弥补缺失的白场。如果直方图的右侧像素比较集中，可以判断出这副图像的整体影调为亮调，图像曝光过度。具体解决可以在色阶调板上将左侧的黑色滑块右移到直方图的初始位置，弥补缺失的黑场。在实际调节中，可以适当调整中间灰滑块的位置，就可以大致恢复图像的影调。由于曝光过度，图像细节已经大部分丢失，利用曲线和色阶工具能够挽救的余地也非常有限。

图1

1.2特殊情况处理

在拍摄风景照片常会遇见这种情况，天空与地面景象反差较大，并且它们之间连接处色阶过渡较少，在色阶上表现为凹形直方图，（如图2所示），从直方图上可以看到，片子整体影调偏暗。直方图的峰值呈凹形，从中间分开，左侧为地面影调，右侧为天空影调。

图2

打开色阶调板，移动白场滑块到左边峰值右侧接近暗调区域的起始位置，图像中的暗调部分（地面部分）影调恢复正常，此时图像中高光部分（天空）的影调变成白色，这是由于白色滑块右侧像素都设成白场。同理，拖动黑场滑块到右边峰值左侧接近亮调区域的起始位置时，图像中高光部分（天空）的影调变为正常，图像中的暗调部分（地面）的影调变成黑色。因此，不能通过简单地移动滑块来调整凹形直方图，必须将反差较大的两部分分开来做调整。

解决方法，首先建立色阶调整图层，将图像中的暗调部分影调调为正常，然后在色阶调整图层上建立图层蒙版，用画笔工具将高光部分涂抹显示出来。再次建立色阶调整层，将图像中高光部分的影调调为正常，在色阶调整层建立图层蒙版，用画笔工具将之前调整后的暗调部分涂抹显示出来。

2　曲线

曲线也是用来反映图像的光亮值，可以实现图像的明暗改变。

2.1图像明暗对比调整

常见的调整曲线有四种类型，分别为凸形、凹形、“S”形、倒“S”形（如图3所示）。

凸形的曲线调整使图像高光部分层次压缩、暗调部分层次拉开，适用于暗调面积大或画面偏闷、需要提高亮度的照片，如夜景照片、阴天照片。

凹形的曲线调整使图像高光部分层次拉开、暗调部分层次压缩，适用于暗调面积小、高光和中间调层次丰富的照片，如阳光过于充足的照片或雪景照片。

“S”形的曲线调整使图像的高光和暗调层次压缩、中间调层次拉开，适用于中间调层次多、密度反差小的照片，如曝光不足、层次较少的照片。

倒“S”形的曲线调整会拉开高光和暗调部分层次、压缩中间调层次，这样会增加图像高光和暗调部分的层次细节，减少中间调的层次细节，适用于中间调层次少、密度反差大的数字照片，如逆光照片。

图3

2.2图像色调调整

我们所指的彩色图像，是指色彩模式为RGB的图像。RGB模式图像包含一个复合颜色通道和三个分别包含一种颜色亮度值的灰度通道。在曲线功能中，要调整颜色，则要先在通道位置选择要调整的颜色通道曲线。根据三原色补色原理。向上提升红色通道曲线相当于增加整幅图像中红色的成分，图像偏红，向下拖动图像偏青色，向上提升绿色通道曲线图像编绿色，向下拖动图像编洋红色，向上提升蓝色通道曲线图像编蓝色，向下拖动图像编黄色。

遇到图像偏色问题时，应分析偏色的颜色主体，再决定采用哪种调整方法来减少偏色。一般采用调整相反色法，即偏色的相反色。对于一些风景类照片，分析画面的主体意义再进行适当的调节，能更好地表达原稿的主题。

3　色阶和曲线的区别

色阶是只与亮度有关，用来表示图像明暗关系。白色代表图像中高光部分，黑色代表图像中暗调部分。色阶调整是对色阶全程的调整，不能调整其中的某一部分。曲线则与颜色和亮度均有关。曲线可以通过添加调整点的方法调整0-255色阶全程中某一段的色阶，最多可以增加14个调整点。曲线也可以通过提升或下拉来调整图像的整体色调范围。也可以通过某个颜色通道来对该颜色进行调整。

4　进行色彩调整的注意事项

除了曲线和色阶，还可以使用色彩平衡，色相/饱和度、可选颜色等色彩调整工具。它们的原理基本相同。在实际运用中，要多种工具结合使用，更好的发挥每一种工具的长处。另外，我们在对图像色彩调整时，可以通过在原有图层上新建调整图层方式调整，最好不要在图像的原有图层中做调整，那样会损失图像部分的像素 。

参考文献

[1]高媛.基于阶调曲线的数字照片调整[J].印刷杂志,2015(05).

[2]万钦.Photoshop色阶直方图在数码照片处理中的应用[J].电子商务,2013(06).

[3]王莹.浅谈PHOTOSHOP色彩调整技术的应用与实践[J].辽宁农业职业技术学院学报,2014(03).

[4]周献珍.巧用Photoshop修复曝光不足和曝光过度数码照片[J].科技资讯,2008(12).

[5]金洪勇.浅谈图像颜色校正技巧[J].印刷杂志,2011(11).

[6]芦奕虹.Photoshop色阶与曲线工具功能异同及其优选研究[J].计算机光盘软件与应用,2014(04).

[7]肖正涛.Photoshop色阶和曲线工具的对比分析[J].计算机时代,2012(02).

张雪峰（1981－），女，河南信阳人，硕士，讲师，主要研究方向：信息安全，数字图像处理。

作者简介：