Farbabgleich (automatisch)

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In der Bildverarbeitung bezeichnet der Farbabgleich die umfassende Anpassung der Farbintensität der Grundfarben (rot, grün und blau). Ein Hauptziel dieser Anpassung ist es Farben möglichst korrekt und natürlich zu rendern. Beim Farbabgleich wird die übergreifende Mischung der Farben im Bild geändert.

Anhand eines gut ausgeleuchteten und farblich korrigierten Übersichtsbild als Referenz kann in metigo® MAP der Farbabgleich für Detailbilder automatisiert durchgeführt werden. Zusätzlich zu den Bildverarbeitungsfunktionen für jedes einzelne Bild bietet der automatische Farbabgleich die Möglichkeit der halbautomatisierten Farbanpassung mehrerer Bilder auf einmal. Als Beispiel können Sie ../KARTIERUNG-SCHULUNG/AUSGANGSBILDER/GEMÄLDE-RECHTECK hier verwenden, führen Sie dafür vorbereitende Arbeiten durch:

  • entzerren Sie zunächst das Übersichtsbild ALTAR-FARBE-2012.TIF über die Rechtecksgeometrie
  • und führen Sie dann eine Koordinatenentzerrung über Punktmatching für das leicht rotstichige Detailbild ALTAR-DETAIL_01_2012.TIF durch.

Das so vorbereitete Projekt können Sie nun für den automatischen Farbabgleich verwenden.

Der Dialog Farbanpassung

Um zum Dialog Automatischer Farbabgleich zu gelangen, gehen Sie auf den Projektbaum und klicken mit der rechten Maustaste auf den Knoten Bildebenen... Im Kontextmenü wählen Sie bitte den Eintrag Farbanpassung... aus.

Der Dialog Farbanpassung.
  1. Im linken Teil des sich öffnenden Dialogs sehen Sie die Liste der entzerrten Bilddateien im Projekt. Indem Sie ein Bild doppelt anklicken, wählen Sie es als Referenz für die Farbanpassung aus. Es wird jetzt in der Liste rot hinterlegt. Indem Sie das Kontrollkästchen anhaken, wählen Sie die Bilder für die Farbanpassung aus.
  2. Im oberen Teil der rechten Hälfte des Dialogs können Sie die Grenzen des Tonwertumfangs bestimmen, so können Sie beispielsweise die Pixel 0 (schwarz) und 255 (weiß) ausschließen, so dass die weißen und schwarzen Ecken während des Farbabgleichs nicht mit einbezogen werden.
  3. Haken Sie das Kontrollkästchen über alle Farbkanäle an, wenn Sie nur die Luminanz ändern wollen und nicht jeden Farbwert einzeln.
  4. Wählen Sie, ob der Farbabgleich auf dem Histogramm oder dem Mittelwert des sich überlagernden Bildbereichs basieren soll. Histogrammbasiert ist die bevorzugt Methode. Korrekt genutzt erzielt es in der Regel die besseren Ergebnisse. Zum Unterschied zwischen den beiden Methoden vergleichen Sie bitte unten.
  5. Wählen Sie das Kontrollkästchen Sichtfenster, um die Farbanpassung auf das gewählte Sichtfenster zu beschränken.
  6. Klicken Sie bitte das Kästchen Vorschau anzeigen an, um das Ergebnis zu beurteilen. Um die Berechnung zu beschleunigen, wird ein Bild mit reduzierter Auflösung erzeugt. Haben Sie zusätzlich den Haken bei Vollbildanzeige gesetzt, dann wird die Vorschau des Bildes in voller Auflösung angezeigt.
  7. Wenn Sie sich entscheiden nicht fortzufahren, klicken Sie einfach auf den Schalter Schließen. Wenn Sie mit dem Ergebnis zufrieden sind, haben Sie drei Optionen fortzufahren:
  • drücken Sie anpassen..., um das farblich angepasste Bild im Dateiordner SIGN ihres Projekts zu speichern, aber nicht in das Projekt einzufügen.
  • drücken Sie copy..., um das farblich angepasste Bild im Dateiordner SIGN ihres Projekts zu speichern, es in das Projekt einzufügen und das Ausgangsbild im Projekt zu deaktivieren.
  • drücken Sie ME-Tiff... um Montagedateien und ein Mehrebenen-Tiff mit den farblich angepassten Bildern zu erstellen.

Die beiden Varianten des automatisierten Farbabgleichs

Ein Digitalbild ist eine numerische Darstellung des Bildes. Farbinformationen werden in drei Kanäle (rot, grün und blau - RGB) geschrieben. In jedem dieser Kanäle wird die Information in einer Skala von 0 bis 255 geschrieben. Die Farbanpassung gleicht die Information jedes Kanals im Zielbild mit der im Überlappungsbereich im Referenzbild an.

Histogrammbasiert
Das Histogramm des Zielbildes wird im Überlappungsbereich an das Referenz­bild angeglichen.
Histogramm des roten Kanals im Überlappungsbereich im Referenzbild ALTAR-FARBE-2012.TIF (rot) und im ZIELBILD ALTAR-DETAIL_01 _201 2.TIF (schwarz).
Durchschnittsbasiert
Der Mittelwert für die Grauwerte im überlappenden Bereich wird für jeden Kanal in den beiden Bildern bestimmt und aus diesen Werten eine Gradations­kurve für die Bildanpassung erstellt.
Gradationskurven des Zielbildes ALTAR-DETAIL_01_2012.TIF für den mittelwert-basierten Farbabgleich (Luminanz und die drei Farbkanäle).

Merke Merke: Berücksichtigen Sie bitte, dass die Farbe anhand der Überlappungsbereiche in zwei Bildern (dem Referenzbild und jedem einzelnen Zielbild) angepasst wird. In der Regel ist das Referenzbild ein Überblicksbild des gesamten Objekts.

Das Referenzbild

Ein gutes Referenzbild ist ein Bild ohne Störungen, wie Lichtabfall, oder eines bei dem große weiße und schwarze Ecken, die durch die Bildentzerrung erzeugt werden, auf ein Minimum reduziert sind.

Dazu können Sie einige Vorkehrungen treffen:

  • Bei der Bildaufnahme sollten Sie auf eine gleichmäßige Ausleuchtung achten, vermeiden Sie Streiflicht, da dieses lange Schatten erzeugt. Es sei denn, dies ist erwünscht, um Befunde, wie etwa Inschriften deutlicher hervorteten zu lassen.
  • Führen Sie Algorithmen zur Bildkorrektur, die Lichtabfall und chromatische Aberration korrigieren, durch und verbessern Sie so die Bilder vor der Entzerrung.
  • Nutzen Sie eine Grauwertkarte im Übersichtsbild und führen Sie vorher Farbverbesserungen in einer Bildbearbeitungssoftware oder metigo® MAP durch.
  • Wählen Sie einen Auswertebereich aus, wenn Sie das Bild entzerren, um informationsleere Bereiche (schwarze und weiße Ecken) im Bild zu verringern.

Ein praktisches Beispiel, Farbabgleich einer Fassade – Kirche Alvesta, Schweden

Die richtige Herangehensweise

In Alvesta wurde ein Übersichtsbild der Südfassade der Kirche aufgenommen und im Maßstab 1:50 bei einer Auflösung von 300 dpi entzerrt. Später wurden mehrere Detailbilder mit unterschiedlicher Helligkeit aber gleicher Auflösung im Maßstab 1:25 entzerrt. Um unerwünschte Effekte zu minimieren, wie das Verschmelzen von Grauwerten am unteren und oberen Ende der Skala zu 0 (schwarz) bzw. 255 (weiß) bei der histogrammbasierten Farbanpassung, ist es empfehlenswert bei der Entzerrung aller Bilder einen Auswertebereich zu wählen, da die bei der Entzerrung entstehenden großen weißen/schwarzen Ecken das Ergebnis negativ beeinflussen.

Die falsche Herangehensweise

Als Referenz wurde das rechte Bild bnutzt, der kleinen Übrlappungsbereichs (rot) mit der angrenzenden informationsleeren Ecke beeinflußt das Ergebnis des Farbabgleichs negativ.

Unerwünschte Ergebnisse erhalten Sie auch dann, wenn Sie nur einen minimalen Überschneidungsbereich auswählen. Das so erzielter Ergebnis ist nutzlos.

Die folgenden Ergebnisse zeigen, wie die beim Entzerren entstandenen weißen und schwarzen Ecken, das Ergebnis negativ beeinflussen.

Durch das Ausschließen der Pixel mit dem beim Entzerren verwendeten Grauwert 0 (Schwarz) oder 255 (Weiß) haben Sie die Möglichkeit die Qualität des Farbabgleichs zu verbessern.