ماتریس تصحیح رنگ و محاسبه‌گر آن با کارت رنگ در آلترون

یکی از شکایت‌های رایج در بازرسی بسته‌بندی این است: «سفید درست است، خاکستری درست است، ولی قرمز لوگو در تصویر کمی نارنجی درمی‌آید.» اینجا دیگر تعادل سفیدی کمکی نمی‌کند. چیزی که لازم دارید ماتریس تصحیح رنگ است.

چرا تعادل سفیدی کافی نیست؟

تعادل سفیدی فقط ضریب هر کانال را جدا عوض می‌کند تا رنگ‌های خنثی خنثی شوند. اما فیلترهای رنگی روی سنسور دقیقاً منحنی حساسیت چشم انسان را ندارند. بخشی از نور قرمز به کانال سبز نشت می‌کند. بخشی از نور سبز هم به کانال آبی می‌رود و همین‌طور بقیه. نتیجه این است که رنگ‌های اشباع، مثل همان قرمز لوگو، کمی جابه‌جا دیده می‌شوند.

ماتریس تصحیح رنگ (CCM) این نشت را جبران می‌کند. در این ماتریس، هر کانال خروجی از ترکیب هر سه کانال ورودی ساخته می‌شود و یک آفست هم به آن اضافه می‌شود.

پلاگین ColorCorrectionMatrix از نزدیک

این پلاگین هم برای دوربین‌های خطی رنگی است و هم برای دوربین‌های ناحیه‌ای رنگی. این پلاگین یک ماتریس ۳ در ۴ روی هر پیکسل اعمال می‌کند:

• سطر اول خروجی قرمز، سطر دوم سبز و سطر سوم آبی را می‌سازد.
• سه ستون اول ضریب‌های ورودی R، G و B هستند و مقدارشان بین ‎⁦-۱۰⁩ و ۱۰ است. اعداد روی قطر اصلی، بهره‌ی خود هر کانال‌اند.
• ضریب منفی بیرون از قطر، نشت یک کانال به کانال دیگر را کم می‌کند و رنگ‌ها را اشباع‌تر می‌کند.
• ستون چهارم آفست ثابت هر کانال است، بین ‎⁦-۲۰۰⁩ و ۲۰۰.

دکمه‌ی Identity ماتریس را به حالت همانی برمی‌گرداند، یعنی تصویر بدون تغییر عبور می‌کند. هر عددی را تغییر دهید، فوراً اعمال می‌شود. دکمه‌ی Set Matrix برای وقتی است که بخواهید ماتریس را صریحاً دوباره بفرستید.

گزینه‌ی Use Lookup Table به‌صورت پیش‌فرض روشن است. به جای حساب کردن ماتریس برای هر پیکسل، از یک جدول از پیش ساخته برای همه‌ی رنگ‌های ۸ بیتی استفاده می‌کند. در نرخ‌های بالا خیلی سریع‌تر است. در عوض، این جدول حافظه مصرف می‌کند. بعد از هر تغییر ماتریس هم ساختن دوباره‌ی جدول یک مکث کوتاه دارد.

اعداد ماتریس از کجا می‌آیند؟

حدس زدن دوازده عدد با آزمون و خطا کار عاقلانه‌ای نیست. برای همین ابزار جداگانه‌ی Color Correction Calculator را داریم که از منوی Tools باز می‌شود. روند کار با یک کارت رنگ استاندارد ۲۴ خانه این است:

1. از کارت رنگ زیر همان نوری که در خط تولید دارید تصویر بگیرید و با Open Image بازش کنید.
2. Align to Chart (۴ pts) را بزنید و چهار خانه‌ی گوشه را به ترتیب بالا-چپ، بالا-راست، پایین-راست و پایین-چپ کلیک کنید. هر ۲۴ خانه سر جایشان می‌نشینند. اگر کارت در تصویر آینه شده، از Mirror Horizontal یا Mirror Vertical استفاده کنید.
3. در بخش ماتریس، Extract from Color Checker را بزنید تا جدول پر شود. برای هر خانه، رنگ دیده‌شده (Seen) و رنگ مورد انتظار (Expected) را می‌بینید. ستون Weight هم اهمیت آن خانه را نشان می‌دهد.
4. یکی از مدل‌های تصحیح را انتخاب کنید و Calculate را بزنید.
5. با Copy Results دوازده عدد را کپی کنید و در پلاگین ColorCorrectionMatrix دکمه‌ی Paste را بزنید.

دکمه‌ی Paste دقیقاً دوازده عدد می‌خواهد که با فاصله از هم جدا شده باشند و سطر به سطر آمده باشند. اگر تعداد درست نباشد، ماتریس دست نمی‌خورد.

کدام مدل را انتخاب کنیم؟

محاسبه‌گر چند مدل دارد. ساده‌ترین مدل‌ها ۳×۳ و ۳×۴ در فضای گاما هستند. در مدل ۳×۴، آفست به رنگ‌های تیره کمک می‌کند. دو مدل دیگر، ۳×۳ و ۳×۴ در فضای نور خطی، رنگ را اول خطی می‌کنند و بعد ماتریس را اعمال می‌کنند. به گفته‌ی خود ابزار، در این مدل‌ها سفید درست می‌ماند و بیش‌برازش پیش نمی‌آید. مدل چندجمله‌ای درجه‌ی دو کمترین خطا را در فضای گاما می‌دهد، ولی ممکن است در رنگ‌های حدی مثل سفید از هدف رد شود.

اگر رابطه‌ی رنگی شما پیچیده‌تر از یک ماتریس خطی است، دکمه‌ی Export Color Correction Template یک فایل الگو با پسوند cct می‌سازد. این فایل را با پلاگین ColorCorrectionTemplate بار کنید. این پلاگین هم روی دوربین خطی کار می‌کند و هم روی دوربین ناحیه‌ای. هر الگو فقط برای یک فرمت پیکسل معتبر است.

چند اشتباه رایج

• عکس کارت با نوری غیر از نور خط تولید. ماتریس برای همان نوری درست است که با آن حساب شده.
• خانه‌های اشباع‌شده. اگر خانه‌ی سفید کارت به سقف چسبیده باشد، اطلاعات آن از دست رفته است. اول نوردهی را درست کنید.
• جا انداختن تعادل سفیدی. CCM جای تعادل سفیدی نیست. اول سفید را درست کنید، بعد ماتریس را حساب کنید.

یک ترفند کوچک

اگر محصولات مختلف زیر نورهای متفاوت بازرسی می‌شوند، برای هر کدام یک ماتریس جدا بسازید و در بخش Preset Edit با نام ذخیره کنید. با Add یک پیش‌تنظیم تازه می‌سازید و با Update همان را به‌روز می‌کنید. از آن به بعد، وقتی محصول عوض شد، کافی است ماتریس مناسب را از فهرست انتخاب کنید.

اگر پایه‌ی نظری کارت رنگ ColorChecker را می‌خواهید بیشتر بخوانید، این مقاله در ویکی‌پدیا (انگلیسی) شروع خوبی است.

تفاوت دوربین‌های رنگی ما را در صفحه‌ی مقایسه‌ی دوربین‌ها ببینید. اگر برای ساختن ماتریس رنگ کمک خواستید، از صفحه‌ی تماس خبرمان کنید.