Màu sắc trong ảnh kĩ thuật số

Hồ
Long Phi
Hồ
Long

Phi
8-2011
1
 Khái niệmvề màu sắc
à Màu sắctrongkỹ thuậtsố
à Độ phân giảisố và dynamic range
à Những nhận xét quan trọng
h
à Hoà
h
ợpmàu
 Quảnlýmàu
à Khôn
g
g
ian màu
(
color s
p
ace
)

g
g
(p)
à Độ phân giải màu (color depth)

à Color setting
à Monitor calibration
à Kiểm tra trên monitor (Proof set up)

In
ả
nh
s
ố

In
ả
nh
s
ố
 Quảnlýmàutrênmáyin
 Các quy trình in ảnh
2
KHÁI KHÁI NiNiỆỆMMVVỀỀ MÀU SMÀU SẮẮCC
3
 Pixels:
h
h
h
h
đ
h
 Hìn
h
ản

h
g
h
in
h
ận
đ
ượct
h
ông qua ma trậncủacác
điểm ảnh gọilàPixel.
 Các Pixel ghi nhận màu sắc thông qua:
à Bộ lọcmàuR-G-B
à Cường độ sáng
M
ỗ
i
il
đ
l
h
á
h
ế
đ
ộ
khá
h



M
ỗ
i
p
i
xe
l
đ
ược
l
ư
utr
ữ
t
h
eo c
á
cc
h
ế
đ
ộ
khá
cn
h
au:

à 3 x 8 bits = 24 bit màu (file Jpg)
à
3 x 16 bits

=
48 bit
màu
(File Tiff,
Psd
)
3 x 16 bits 48 bit
màu
(File Tiff,
Psd
)
4
• Các pixel đượclọc qua filter màu bố trí xen kẽ.
VD: Sensor 16 Mp sẽ chứa4Mp đỏ, 4 Mp xanh dương và 8 Mp xanh lá cây. Do đó
màu xanh lá cây thường ít bị nhiễu.
•Sắc độ củamỗipixel tuỳ thuộcvàocường độ sáng thu nhận được.
•Khả năng phân biệtsắc độ phụ thuộcvàođộ phân giảicủa sensor (bit-
depth)
5
Nộisuy
6
•Khoảng cách giữa các pixel gây ra
hiệntượng sai lệch màu.
•Việcnộisuymàucủa camera cũng
gây
ra
sai
lêch
màu
gây

ra
sai
lêch
màu
.
7
Bit depth
Độ phân giảiGiátrị Min Giá trị Max
8
2
^
8
0
255
8
28
0
255
10 2^10 0 1023
12 2^12 0 4095
14 2^14 0 16383
16 2^16 0 65535
8
• File Jpg (8 bits) có khả năng thể hiện2
8
= 256 sắc độ (level) khác
nhau
tương
đương
với

256 x 256 x 256 =16 8
triệu
màu
!
nhau
,
tương
đương
với
256

x

256

x

256

=16
.
8

triệu
màu
!
• File TIFF, PSD có khả năng thể hiện2
16
= 65535 => 28 ngàn tỉ màu!!
•Máy ảnh có khả năng ghi nhận 12-14 bit

• Monitor có khả năng thể hiện 8 bit, máy in còn kém hơn
•Mắtngườithường không phân biệt quá 200 sắc độ.
Tạisaocần nhiều bit?
•Số bit thừa là dành cho việcxử lý ảnh.
9
Quá tối
Quá sáng Quá sáng
S
ố
photon
nh
ậ
n
đ
ượ
c
r
ấ
t
S
ố
l
ượ
ng
photon
ghi
Pixel
quá
nh
ỏ

nên
hi
ệ
n
S
ố
photon
nh
ậ
n
đ
ượ
c
r
ấ
t
ít. Giớihạndướighi
nhận đượcbởi camera
đượcgoị là Read Noise.
Nếusố photon nhận
đ
h
ỏ
h
i
ớ
i
h
S
ố

l
ượ
ng
photon
ghi
nhận đượcthể hiện độ
sáng (lightness).
Khi Pixel không đủ chưá
ố
ht
h
ậ
đ

Pixel
quá
nh
ỏ
nên
hi
ệ
n
tượng overflow xảyra
khá sớm, làm hạnchề
khả năng khi nhậntín
hiệu vùng sáng.
đ
ượcn
h
ỏ

h
ơng
i
ớ
i
h
ạn
Read Noise thì sensor
không thể phân biệt
được màu.
s
ố
p
h
o
t
on

n
h
ậ
n
đ
ược,

mộtphầnsẽ bị mất đi
(overflow). Trên bức
ảnh sẽ xuấthiệnvùng
chá
y

trắn
g
(
.
y
g
(
11
SRN càng nhỏ thì camera càng thu được nhiều photon trong vùng tối.
•
Thông
số
quan
trọng
xác
định
dynamic range
là
tỉ
số
Signal
-
to
-
Noise (
là
tỉ
Thông
số
quan

trọng
xác
định
dynamic

range

là
tỉ
số
Signal
-
to
-
Noise

(
là
tỉ
lệ củatổng số photon nhận được chia cho số photon bị nhiễu)
• SNR càng lớn thì tín hiệunhận được càng chính xác, tránh phảinộisuy.
• Đốivới các camera hiện đại thì A/D coverter chính là nguồngốc
hủ
ế
â
i
c
hủ
y

ế
ug
â
yrano
i
se.
• Đốivới các camera P&S thì noise chủ yếu quyết định bởi
sensor (Read Noise)
•Giớihạntrêncủa DR bị hạnchế bởichu
y
ển đổi Analo
g
-Di
g
ital
(
A/D converter
)

y
g
g( )
củabộ xử lý.
• DR của camera kỹ thuậtsố hiện đãvượt khá xa so với film.
 Bitmap:
Cá
fil
l
i
à

(BMP PCX PICT GIF)
l
t
ữ
áh
th
ứ
t
ti
ế
ê
ó
d

Cá
c
fil
e

l
oạ
i
n
ày
(BMP
,
PCX
,
PICT
,

GIF)
l
ư
u
t
r
ữ
c
á
c
h
th
ứ
c
t
r
ự
c
ti
ế
pn
ê
nc
ó
d
un
g
lượng khá lớn
 JPG-RAW:
ố

ế
 Các file ảnh s
ố
thư
ờ
n
g
đư
ợ
cl
ư
utr
ữ
dư
ớ
ich
ế
độ:
à JPEG: 3 x 8 = 24bit (mỗimàuđượclưutrữ bằng 8 bit)
à RAW: 3 x 16 = 48bit (mỗimàuđượclưutrữ bằng 16 bit
Kh
ả
ă
h
ể
hi
ệ
à

Kh

ả
n
ă
n
g
t
h
ể
hi
ệ
nm
à
u:
 Số màu có khả năng thể hiệnchobởi:
à JPEG: 2
8
= 256 (0-255)
à RAW (TIFF, PSD): 2
16
= 65536 (0-65535)
17
 File JPG:
 Lưutrữ theo chế độ 8 bit cho mỗimàu. Khả năng thể hiện màu là 2
8
= 256 sắc độ cho
ỗ
m
ỗ
i màu.
 Dùng thuậttoánnénnênmỗilầnxử lý chấtlượng ảnh lạibị thay đổi.

 ThuậttoánnénJpg cũng đãthựchiệnchỉnh Gamma về 2.2 (tương ứng với monitor
CRT)
d
đó
khi
h
ể
hi
ệ
lê
i LCD
ẽ
khô
ò
đú
CRT)
,

d
o

đó
khi
t
h
ể
hi
ệ
n
lê

nmon
i
tor
LCD
s
ẽ
khô
n
g
c
ò
n
đú
n
g
.
 File RAW:

L
ư
u
tr
ữ
theo
ch
ế
đ
ộ
16 bit
cho

m
ỗ
i
màu
.
Kh
ả
năng
th
ể
hi
ệ
n
là
2
16
=
65536
s
ắ
c
đ
ộ
cho
L
ư
u
tr
ữ
theo

ch
ế
đ
ộ
16 bit
cho
m
ỗ
i
màu
.
Kh
ả
năng
th
ể
hi
ệ
n
là
2
65536
s
ắ
c
đ
ộ
cho
mỗi màu. Do đókhixử lý file RAW ít bị hiệntượng gãy (banding) màu.
 File JPEG có khả năng ghi nhậnsố sắc độ tương đương vớimắtngười,

tuy
nhiên
l
ạ
i
nh
ỏ
h
ơ
n
nhi
ề
u
so
v
ớ
i
kh
ả
năng
ghi
nh
ậ
n
c
ủ
a
máy
ả
nh

(2
12
tuy
nhiên
l
ạ
i
nh
ỏ
h
ơ
n
nhi
ề
u
so
v
ớ
i
kh
ả
năng
ghi
nh
ậ
n
c
ủ
a
máy

ả
nh
(2
hoặc2
14
) va khả năng xử lý của máy tính (2
16
–2
32
).
 Do đó
J
PEG chỉ thích h
ợ
p
đ
ể
xu
ấ
tk
ế
t
q
uả cu
ố
icùn
g
J
ợ
p

q
g
18
 Nên chụ
p
, l
ư
utr
ữ
và x
ử
l
ý
ảnh có độ
p
hân
g
iải
ể
p
ý
p
g
màu cao đ
ể
tăng độ chính xác.
ế
ấ
 Khả năng ghi nhận, l
ư

utr
ữ
, x
ử
lý và k
ế
txu
ấ
tmàu
tuỳ thuộcvàotừng thiếtbị; trong đómáyảnh hiện
v
ẫ
n
là
thi
ế
t
b
ị
có
đ
ộ
phân
gi
ả
i
màu
t
ố
t

nh
ấ
t
v
ẫ
n
là
thi
ế
t
b
ị
có
đ
ộ
phân
gi
ả
i
màu
t
ố
t
nh
ấ
t
.

Nguyên
t

ắ
c
chung
là
gi
ữ
đ
ộ
phân
gi
ả
i
màu
càng

Nguyên
t
ắ
c
chung
là
gi
ữ
đ
ộ
phân
gi
ả
i
màu

càng
lớncàngtốt.
20
Color
R G B
R
G
B
Tỉ
lệ
bằ
h
iữ
á
R
G
B
1.000 1.000 1.000
0.500 0.500 0.500
0.000 0.000 0.000
1
.000
0.000
0.000
•
Tỉ
lệ
bằ
ng n
h

au g
iữ
ac
á
c
màu cho ra ảnh trắng đen.
•
Giá
trị
của
mỗi
số
nói
lên
.000
0.000
0.000
0.750 0.750 0.000
0.000 0.500 0.000
0.500 1.000 1.000
0.500 0.500 1.000
Giá
trị
của
mỗi
số
nói
lên
độ bão hòa màu
(saturation).

0.750 0.250 0.750
0.628 0.643 0.142
0.255 0.104 0.918
0.116 0.675 0.255
0.941 0.785 0.053
0.704 0.187 0.897
0.931 0.463 0.316
0.998 0.974 0.532
0.099 0.795 0.591
0.211 0.149 0.597
0.495 0.493 0.721
21
22
Liên tụcTương phản
23
24
25