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目前二代证人像处理中的色彩管理

发布时间:2021-07-13 16:47:38 阅读: 来源:岩棉设备厂家
目前二代证人像处理中的色彩管理

二代证人像处理中的色彩管理

随着《中华人民共和国身份证法》的颁布和实施,第二代居民身份证(二代证)换发工作在全国逐步展开。二代证与一代证完全不同之处之一就在于二代证人像是彩色正面的免冠头像数字相片,完全不同于以往一代证的黑白相片。彩色数字相片的获取一般都是通过数码相机、扫描仪等其他数字设备来实现的,获取的彩色数字相片通过计算机显示确认后,再送到后端打印机进行打印,最后通过制证一体机的平压冲切形成最后的证件。

相片作为居民身份证承载的持证人个人信息的重要容积大组成部分,是居民身份证应用中人证同一性认证最基本、最常用、最重要的手段之一。采集相片质量的好坏,很大程度上直接反映居民身份证制作水平的高低,也是直接影响申领人对申领证件满意程度的重要因素。然而在人像信息的采集、显示和打印制证过程中常常出现获取、显示、打印前后色彩不一致的问题,具体表现在:

1. 不同设备在同一环境下采集到的人像色彩不同;

2. 两台同种设备在用一环境下采集到的人像色彩信息不同;

3. 人像色彩信息在显示和打印时色彩效果不同;

4. 同一台设备在更换主要部件之后对人像的显示或打印效果不同。 出现以上色彩不一致的原因是每一台设备包括显示器,显示颜色的能力都有所不同。一种设备所能显示的颜色并不表示另一种设备同样都能够显示,甚至同一品牌同一种类的设备亦不代表能够完全显示出对方所能显示的颜色,因此显示的色彩效果同所使用的设备有很大的依赖性。而为了解决以上问题,实现证件人像色彩最大程度的一致性,需要引入色彩管理的思想,使人像在采集、显示、打印过程中色彩最大程度的保真性,即采集、显示和打印色彩效果的前后一致性。

色彩管理最早应用在印刷行业中,现在在我们生活的各个方面也都或多或少地引入了该管理方法。所谓的色彩管理就是如何控制并描述我们在计算机屏幕上看见的,扫描仪捕获的,彩色样张上的和打印机打印的12、量程 [Range]图像色彩。从图像创建或色彩捕获到最终图像输出,执行色彩转换是以系统化的方式进行的。在从一个设备到另一个设备的转换过程,色彩管理系统尽量保持并优化颜色的保真度。简而言之,色彩管理就是为了保证颜色在输入、处理、输出的整个过程中始终保证一致,也就是常说的“所见即所得”。从某种意义上讲,色彩管理是一个关于色彩信息的正确解释和处理的技术领域,即管理人们对色彩的感觉;客观地说,就是在色彩失真最小的前提下将图像的色彩数据从一台设备表述范围转换到另一台设备的表述范围的过程。 当前各种设备所能表述的色彩范围同某种色彩空间紧密相连。所谓的色彩空间就是色彩的集合或种类。色彩的种类越多,色彩空间越大,能够表现的色彩范围越广。当前我们常用到的色彩空间有RGB、CMYK、Lab、XYZ等。

RGB色彩空间大多与显示设备、输入设备(数码相机、扫描仪)相关联。而CMYK色彩空间同打印输出设备相关联。而要让不同设备在表现色彩时能够相互匹配,我们需要制定出一种与设备无关的色彩体系,抽象出一种理论化的色彩,以使不同设备的色彩之间能够相互比较、相互模拟。而CIE Lab色彩空间就是一种通用的与设备无关的色彩空间。CIE Lab色彩空间中的每一色值组合对应一种确定的、与设备无关的色彩。色彩空间日本学术振兴机构(JST)从2007年起开始对石墨烯硅材料、器件的技术进行资助;德国于2009年由科学基金会(DFG)展开石墨烯新兴前沿研究项目的转换就是将一种设备相关的色彩空间转化为设备无关的色彩空间,然后再将设备无关的色彩空间转化为我们所需要的另一种色彩空间。

色彩空间之间的转换还需要ICC色彩特性文件(ICC Profile)的参与。ICC色彩特性文件描述了具体设备的色彩表现能力。它是由国际色彩联盟International Color Consortium制定的一套设备色彩特性规范文件。利用该文件可以知道某个具体设备所产生的色彩究竟是标准色彩空间中的哪个色彩,从而为从设备相关的色彩空间转换到与设备独立的色彩空间提供依据。此外,为每台设备建立自己的ICC特性文件是进行色彩管理的基础,但ICC特性文件的制定需要实际测试,而且不是一成不变的,即使同一台设备,随着使用环境、耗材、老化等因素的变化,其色彩表现能力也在发生变化,因此ICC特性文件也需要定期更新。

进行色彩管理必须遵循一系列规定的操作过程,才能实现预期的效果。色彩管理需经过三个过程,即设备校准Calibration、建立ICC色彩特性文件Characterization及色彩空间转换Conversion。 在进行二代证人像处理时,为了保证人像色彩从输入到输出的一致性,在人像处理系统过程中需要进入色彩管理功能,按照以下三个过程进行色彩的管理,实现人像信息的采集、显示、打印的批量化处理:

1.设备的校准(Calibration)

为了保证色彩信息传递过程类型和用处不同中的稳定性、可靠性和可持续性,要求对人像采集设备、显示设备、输出打印设备进行色彩校准,以保证它们处于标准工作状态。

1人像采集设备的校准。人像采集设备的校准就是对数码相机、扫描仪进行校准。校准的目的是对输入设备的亮度、对比度、黑白场RGB三原色的平衡进行校正。以对扫描仪的校正为例,当对扫描仪进行初始化归零后,对于同一份原稿,不论什么时候扫描,都应当获得相同的图像数据

。2显示设备校准。显示器校正使得显示器的显示特性符合其自身设备特性文件中设置的理想参数值,使显示卡依据图像数据的色彩资料在显示屏上准确显示色彩。显示设备包括显示采集到人像的所有显示设备。

3输出设备校准。输出校正是校正过程的最后一步,这里不能上下移动主要是对打印机的校正。依据设备制造商所提供的设备特性文件,对输出设备的特性进行校正,使该设备按照出厂时的标准特性输出。在打印机校准的时候,还需要根据证件平压对色彩的影响程度对打印机色彩进行必要调整,以保证最后平压后的证件人像效果最佳。此外,打印所用的材料也必须符合标准。每当更换设备,或者设备更换主要部件的时候都需要对设备的色彩进行校正。2.建立ICC色彩特性文件(Characterization)

当所有的设备都在某种程度上校正后,就需要将各设备的特性记录下来,这就是特性化过程。每一种设备都具有其自身的颜色特性,为了实现准确的色彩空间转换和匹配,必须对设备进行特性化。使用色彩管理软件对设备的具体颜色特征加以解释,并在此基础上对照设备无关的色彩空间建立设备的色彩特性文件,这些特性文件是从设备色彩空间向设备无关色彩空间转换的桥梁。

3.色彩空间转换(Conversion)

在对系统中的设备进行校准的基础上,利用设备特性文件,以标准的设备无关色彩空间为媒介,实现各设备色彩空间之间的正确转换。由于输出设备的色彩空间要比数码相机、扫描仪、显示器的色彩空间窄,因此在色彩转换时需要对输入人像色彩进行压缩,所以在最初采集人像信息时,一定要保证基本色彩信息的丰富。 目前基于色彩管理的系统很多,比较著名的有Adobe公司的Photoshop,柯达公司的KPCMS等。利用这些系统也可以对二代证设备进行色彩空间分析、性能检测以及相应色彩特性文件的生成,从而保证色彩在空间转换过程中色彩损失的程度最小。

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