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. در این نوشته می‌گوییم چطور آن را با یک کارت رنگ و محاسبه‌گر آلترون بسازید و روی دوربین ناحیه‌ای رنگی اعمال کنید.

چرا تعادل سفیدی کافی نیست؟

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

ماتریس تصحیح رنگ (CCM) این نشت را جبران می‌کند. هر کانال خروجی از ترکیب هر سه کانال ورودی ساخته می‌شود و یک آفست ثابت هم به آن اضافه می‌شود. یعنی دوازده عدد: سه ضریب و یک آفست برای هر کانال.

قدم اول: عکس درست از کارت رنگ

• کارت رنگ استاندارد ۲۴ خانه را زیر همان نوری بگذارید که در خط تولید دارید.
• پیش از عکس گرفتن، تعادل سفیدی را درست کنید. ماتریس جای تعادل سفیدی را نمی‌گیرد.
• نوردهی را طوری بگذارید که خانه‌ی سفید کارت اشباع نشود.

قدم دوم: حساب کردن ماتریس با محاسبه‌گر

ابزار Color Correction Calculator را از منوی Tools باز کنید:

1. با Open Image عکس کارت را باز 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، Mirror Horizontal یا Mirror Vertical را بزنید.
3. Extract from Color Checker را بزنید. برای هر خانه، رنگ دیده‌شده (Seen) و رنگ مورد انتظار (Expected) را می‌بینید. ستون Weight اهمیت هر خانه را در محاسبه تعیین می‌کند.
4. یک مدل انتخاب کنید و Calculate را بزنید.
5. با Copy Results دوازده عدد را کپی کنید.

کدام مدل؟

• ۳×۳ – linear light (Basler): رنگ را اول خطی می‌کند و بعد ماتریس را اعمال می‌کند. سفید درست می‌ماند و بیش‌برازش پیش نمی‌آید. نقطه‌ی شروع خوبی است.
• مدل‌های ۳×۴: یک آفست هم دارند که به رنگ‌های تیره و سایه‌ها کمک می‌کند.
• Polynomial deg-2: کمترین خطا را روی خانه‌های کارت می‌دهد، ولی ممکن است در رنگ‌های حدی مثل سفید از هدف رد شود.

قدم سوم: اعمال ماتریس در گراف

در ویرایشگر گراف، نود ColorCorrectionMatrix را بعد از نود Debayer اضافه کنید، چون این نود روی تصویر RGB کار می‌کند. بعد:

1. در پنل نود، Enable را روشن کنید.
2. دکمه‌ی Paste را بزنید تا دوازده عدد کپی‌شده در ماتریس بنشینند. اگر تعداد عددها دقیقاً دوازده نباشد، ماتریس تغییر نمی‌کند.
3. برای مقایسه‌ی قبل و بعد، Identity را بزنید. تصویر بدون تغییر عبور می‌کند. بعد دوباره ماتریس را بار کنید.

گزینه‌ی Use Lookup Table از اول روشن است و آن را روشن بگذارید. به جای حساب کردن ماتریس برای هر پیکسل، از یک جدول آماده استفاده می‌کند و در نرخ فریم بالا خیلی سریع‌تر است.

برای هر محصول یک ماتریس

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

وقتی ماتریس کافی نیست

اگر رابطه‌ی رنگی شما پیچیده‌تر از یک ماتریس است، در محاسبه‌گر Export Color Correction Template را بزنید. یک فایل با پسوند cct ساخته می‌شود. آن را در نود ColorCorrectionTemplate بار کنید. این نود در گراف آماده‌ی دوربین ناحیه‌ای رنگی از قبل هست. هر الگو فقط برای یک قالب پیکسل معتبر است.

اگر دوربین خطی رنگی دارید، راه شما همین الگوست. نود ColorCorrectionMatrix فقط برای دوربین ناحیه‌ای است، ولی ColorCorrectionTemplate روی دوربین خطی هم کار می‌کند.

اشتباه‌های رایج

• عکس کارت با نوری غیر از نور خط تولید. ماتریس فقط برای همان نوری درست است که با آن حساب شده.
• خانه‌های اشباع‌شده. اگر خانه‌ی سفید به سقف رسیده باشد، اطلاعاتش از دست رفته است.
• حساب کردن ماتریس پیش از تعادل سفیدی. اول سفید را درست کنید، بعد ماتریس را حساب کنید.

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

مدل‌های رنگی را در صفحه‌ی دوربین‌های ناحیه‌ای ببینید. اگر برای ساختن ماتریس رنگ کمک خواستید، از صفحه‌ی تماس خبرمان کنید.