采用color－pilot颜色校正软件校正比色片数码照片并分析其在CIEL*a*b*色度空间中的位置变化

贺 专，段嫄嫄，沈丽娟，董 潇，曾智惠，郭秋云，董 瑜，贾 骏

(第四军医大学口腔医学院，陕西西安 710032)

在口腔美学修复过程中，比色起到了至关重要的作用。目前临床上使用较为广泛的比色方法有视觉比色法、比色仪比色法及数码照片比色法。其中数码照片比色法相较其他两种比色方法，具有信息含量大、易于拍摄、客观［4］等优势，因此受到了越来越多口腔临床工作者的亲睐。但由于其缺乏良好的稳定性及重复性［1］，易导致色彩重建的误差，故本研究拟采用color－pilot颜色校正软件校正比色片数码照片，并分析其在色度空间中的位置变化。

1 材料和方法

1.1 主要设备

1.1.1 数码拍摄和分析系统

单反数码相机(Canon 550D);单反数码相机镜头(EF－S 100 mm f/2.8 USM 微距);环形微距闪光灯(Sigma EM－140DG Macro Flash);三脚架;X－rite Passport color－checker;柯达 18%灰卡;数码图像处理软件(Adobe Photoshop CS3);颜色校正软件(color－pilot 4.10)。

1.1.2 自制暗箱

规格:后壁(127 cm×20 cm)，侧壁(80 cm×20 cm)，前壁(13 cm ×20 cm);组成:黑色KT板，外面覆盖无反光黑色天鹅绒贴;光源:D65标准光源灯管(Philips Master TL－D90 De Luxe 18w/965)×6支;构造:暗箱后壁与侧壁成45°，双侧侧壁分别放置3支标准光源灯管，灯管之间相互平行，符合d/0°光学几何构型(非球形漫射照明)，前壁可以向上打开，以便将试件、灰卡及相机置于暗箱内(图1)。

图1 自制暗箱示意图

1.2 方法

1.2.1 数码照片的拍摄

以Vita 3D Master比色板中1M1～5M3的26个比色片作为试件，分别在暗箱内和诊室中对其拍摄数码照片。拍摄条件分别为:暗箱内以18%灰卡辅助单反数码相机测光，相机光圈f/5.0、快门速度1/25、感光度ISO 200、拍摄比例1∶1。诊室内以18%灰卡辅助单反数码相机测光，相机光圈f/8.0、快门速度1/125、感光度ISO 100、拍摄比例1∶1、闪光灯强度M/12，拍摄时间为早上9∶00～11∶00和下午13∶00～15∶00。

拍摄时，比色片位于单反数码相机镜头中心，并与镜头长轴垂直，拍摄区域放置X－rite Passport color－checker白平衡卡，用于统一参照物，在诊室内拍摄时，将两个颜色相近的比色片同时拍摄，照片存储格式为RAW。

1.2.2 数码照片的校正与分析

将暗箱内拍摄的比色片划分为切端、中部及颈部3个区域，运用color－pilot颜色校正软件中的自定义颜色功能将3部分颜色分别设置为自定义标准色，同时打开诊室内拍摄的相应比色片数码照片，用设置的自定义标准色对其进行校正，校正顺序为切端→中部→颈部。最后，在Adobe Photoshop CS3中打开暗箱内和校正后诊室内拍摄的比色片数码照片，同样划分为切端、中部及颈部3个区域，每个区域测量3点求其均值，记录数码照片的L*a*b*值。

1.3 统计学分析

使用SPSS 13.0统计软件进行数据统计分析，组间比较用配对样本t检验，检验水准α=0.05。

2 结果

诊室内与暗箱内拍摄的比色片数码照片色差值较大，运用color－pilot颜色校正软件对诊室内拍摄的数码照片进行校正后，二者之间的色差值明显缩小，而且在色度空间中的位置也更为靠近。

2.1 L*、a*、b*值比较(表1，图2 ～4)

诊室内组和暗箱内组相比，两者之间的L*、a*值均有统计学差异(P＜0.05)，而b*值差异无统计学意义(P＞0.05)。诊室内组数码照片经color－pilot颜色校正后，其L*值虽有缩小，更接近于暗箱内组(图2，诊室内组L*值分布范围为80.11～59.67;校正后为56.89 ～26.11;暗箱内为52.89 ～29.11)，但差异仍有统计学意义(P＜0.05);而两组间的a*、b*值则无统计学差异(P＞0.05)。

表1 3组数码照片L*、a*、b*值的两两比较

图2 3组数码照片L*值分布情况比较

图3 3组数码照片a*值分布情况比较

图4 3组数码照片b*值分布情况比较

2.2 色度空间中的位置变化(图5)

诊室内组拍摄的数码照片经color－pilot颜色校正后，其色度空间位置较校正前更靠近暗箱内组。

图5 3组数码照片在色度空间中的位置

2.3 ΔE 值

对暗箱内、诊室内、校正后的数码照片进行两两对比并求其ΔE值。经统计分析显示:暗箱内组与校正后组的ΔE值明显小于其他两组(P＜0.05)，说明两者之间的色差值最小，校正效果显著(表2)。

表2 3组数码照片的ΔE值

3 讨论

口腔数码照片比色法作为一种常规的临床比色方法，且因其具有客观、可量化及易于操作等优点［2］而得到了广泛应用。但该方法易受到外界环境的影响而出现色彩偏差，导致口腔技师在色彩重建时产生困惑。因此，对颜色进行校正就显得极为重要。然而颜色校正属于颜色恒常性［3］问题，即使数码照片经过极佳的颜色校正，也很难做到所见即所得，故本研究通过自制暗箱营造出一个标准的数码照片拍摄环境，以期尽可能的规避外界因素对其成像的影响，并将此暗箱内拍摄的数码照片作为相对标准色与诊室内拍摄的数码照片和校正后的照片进行比较，分析其在色度空间中的位置变化。

CIEL*a*b*表色系统是用一个假想球型三维立体结构表示色彩并形成其色度空间，用L*、a*、b*3个参数来描述一个点的色彩［4］。其中，L*代表明度，a*代表从绿色(－a)到红色(+a)之间的变化，b*代表从蓝色(－b)到黄色(+b)之间的变化［5］。色差公式 ΔE= ［(ΔL*)2+(Δa*)2+(Δb*)2］1/2［6］可用来计算一切光源色或物体色之间的色差值［7］。

本研究采用color－pilot颜色校正软件对诊室内拍摄的数码照片进行校正后发现:其L*值虽与暗箱内拍摄的数码照片L*值之间相比仍有差异，但已明显缩小，而a*值之间已无明显差异，b*值则无明显变化，ΔE值减小，二者在色度空间中的位置也更为靠近。说明校正后数码照片的颜色更接近相对标准色。

L*值是牙色控制的第一要素，本研究对数码照片进行校正后，L*值变化最大(诊室内分布范围为80.11 ～59.67，校正后为 56.89 ～26.11)，且更接近于暗箱内拍摄的数码照片 L*值(52.89～29.11)，提示校正将有助于口腔技师制定正确的配色方案。而b*值在3组照片中的变化不明显，均显示为偏黄，这与比色片本身的颜色偏黄相符。说明在使用数码照片比色法比色时，b*值并不会产生太大误差。

虽然本结果显示校正效果显著，但校正后的ΔE值仍大于2(肉眼可分辨的最小色差值ΔE≤2)，分析其原因，可能与这种色彩空间所具有的不均匀性［8］有关，也可能与色彩本身的复杂性和颜色校正软件color－pilot的有限校正功能有关。

综上所述，是否能找出色度空间中颜色不均匀性的变化规律，为色彩的校正提供合理的调整比例和尺度，或者综合更多的校正方法去校正数码照片的颜色，以达到令人满意的效果，还有待于进一步的研究。

［1］Jarad FD，Russell MD，Moss BW.The use of digital imaging for colour matching and communication in restorative dentistry［J］.Br DentJ，2005，199(1):43 －52.

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［3］Bner M.Evolving color constancy［J］.Pattern Re cognition Let－ters，2006，27(11):1220 －1229.

［4］刘峰 口腔美学修复临床实战［M］.北京:人民卫生出版社，2007:8，68.

［5］Shigemi Ishikawa－Nagai，Aki Yoshida，John D.et al.Spectrophotometric analysis of tooth color reproduction on anterior allceramic crowns［J］.J Esthet Restor Dent，2010，22(1):42 －52.

［6］王成龙，刘洪臣，张瑜，等.用色度学方法研究牙齿漂白剂增白牙齿的效果［J］.口腔颌面修复学杂志，2004，5(3):222－225.

［7］Bengel WM .Digital photography and the assessment of ther apeutic results after bleaching procedures［J］.J Esthetic and Restor Dent，2003，15(1):21 －32.

［8］郭航，徐君伍，陈源.人牙冠色度学研究——色度的设计与制作［J］.实用口腔医学杂志，1993，9(3):161－163.