El color. Fundamentos de procesamiento de imágenes IIC / IEE er semestre Cristián Tejos

Transcripción

1 El color Fundamentos de procesamiento de imágenes IIC / IEE er semestre 2011 Cristián Tejos Basado en material desarrollado por Marcelo Guarini, Domingo Mery, libro Digital Image Processing, 3erd Edition, R. Gonzalez y R. Woods, y wikipedia

2 Color: definiciones Fenómeno de la luz. Aspecto o característica de los objetos Sensación que resulta del estímulo de la retina. Precepción visual. 2

3 Color Franja ventral 3

4 Color Fenómeno físico que depende de las longitudes de onda de la luz incidente Los cuerpos iluminados absorben parten de la luz Bajo ciertas condiciones ambiente, (intensidad y longitud de onda) la luz que no se absorve se refleja, y es captada por la retina (conos y bastones) Los estímulos de la retina son enviados a la corteza visual, que es donde se produce una percepción visual de los objetos 4

5 Color El color blanco resulta de la superposición de todos los colores, mientras que el negro es la ausencia de color. La luz blanca puede ser descompuesta en todos los colores (espectro) por medio de un prisma. En la naturaleza esta descomposición da lugar al arco iris. 5

6 Color 6

7 Color 7

8 Color Espectro de luz imitida por el sol 8

9 Color 9

10 Color Metamerismo: Espectros distintos son percibidos como el mismo color. Ocurre porque cada tipo de cono responde a la energía acumulada por un rango amplio de longitudes de onda. Luego, diferentes combinaciones de espectros de luz pueden producir respuestas similares en los tristimulus values. 10

11 Color: mezclas aditivas Con la mezclan haces de luz de colores primarios RGB en un ambiente oscuro se pueden obtener luz blanca u otros colores. Los colores resultantes dependerán de la energía de cada una de las luces primarias. 11

12 Color: mezclas aditivas 12

13 Color: mezclas sustractivass XXXXXX XXXXXXXXX Luz blanca 13

14 Color: mezclas sustractivass Cuando se mezclan pinturas, se mezclan los pigmentos que remueven el color de la luz incidente, es decir absorben una porción del espectro y reflejan el resto. 14

15 Color: mezclas sustractivass Adición de colores Substracción de colores 15

16 Color matching C = b B + g G + r R Al variar las proporciones de tres rayos de luz (R,G,B) se pueden obtener todos los colores posibles + C = Blanco se obtiene con r = g = b = 1. Las fuentes de luz R, G y B son conocidos como colores primarios. b g r B G R 435.8nm 546.1nm 700nm tristimulus values 16

17 Color matching y colores primarios Se necesitan valores negativos de r r Las funciones r, g y b son conocidas como matching functions. 1 b g nm Fuente: Commission Internationale de l Eclairage (CIE) 17

18 Color matching y colores primarios Si los colores primarios son luces reales, al menos una de las matching functions es negativa en alguna parte del espectro. Esto no es una violación de las leyes naturales, sólo implica que la combinación de los colores debe ser substractiva en esas porciones del espectro. 18

19 Color matching y colores primarios? Esto se soluciona definiendo matching functions positivas, sin embargo los colores primarios serían imaginarios ya que en alguna porción del espectro emitirían energía negativa. 19

20 Funciones de color matching vs colores primarios RGB x r b y g z nm Fuente: Commission Internationale de l Eclairage (CIE) 20

21 Diagrama CIE de cromaticiadad (xy) El concepto de color se divide en brillo (o luminancia) y cromacidad. Ej., el color blanco es un color brillante, mientras que el gris es considerado como una versión menos brillante del mismo blanco. En otras palabras la cromicidad del blanco y gris son iguales, pero el brillo es distinto. En el CIE XYZ el Y corresponde a la luminancia del color, y la cromicidad es definida con solo dos parámetros x,y (el z no se usa porque x+y+z=1). 21

22 Diagrama CIE de cromaticiadad (xy) 22

23 Diagrama CIE de cromaticiadad (xy) Fuente 1 Todos los colores posibles que se forman mediante mezcla aditiva. Fuente 2 23

24 Diagrama CIE de cromaticiadad (xy) Fuente 1 Todos los colores posibles que se forman mediante mezcla aditiva. Fuente 2 Fuente 3 24

25 Diagrama CIE de cromaticiadad (xy) 0_Spectrum_Applet.ht m#chooser Cambia la saturación. 25

26 Diagrama CIE de cromaticiadad (xy) 0_Spectrum_Applet.ht m#chooser Cambia el tono (hue). 26

27 Diagrama CIE: Elipses de MacAdam 27

28 Diagrama CIE: colores primarios XYZ Propiedades de los colores primarios XYZ: Siempre producen tristimulus values positivos. Es posible representar cualquier color en términos de XYZ. Han sido derivados de tal forma que si X=Y=Z entonces el color que se produce es el blanco. El parámetro Y corresponde a la luminancia. Están relacionados con la sensibilidad del ojo humano según standard observer de CIE

29 Diagrama CIE: RGB 29

30 Espacio de color RGB 30

31 Espacio de color RGB ( 2 8 ) 3 =16,777,216 Colors 31

32 Espacio de color RGB 32

33 Espacio de color Hue Saturation Lightness (HSL) / Hue Saturation Value (HSV) G green Value yellow cyan green yellow cyan blue magenta red blue red R B magenta Saturation Hue (angle) 33

34 Espacio de color Hue Saturation Lightness (HSL) / Hue Saturation Value (HSV) Hue es un ángulo Saturation es una distancia radial (saturation de los modelos HSL y HSV no es la misma) green Value yellow Lightness y Value (brightness) es la distancia axial, en el eje axial están los grises Hay otras representaciones: Hue Saturation Intensity (HSI) cyan blue red magenta Hue (angle) Saturation 34

35 Espacio de color Hue Saturation Value (HSV) H S V 35

36 Espacio de color Hue Saturation Luminosity (HSL) H S L 36

37 Pseudo color 37

38 Pseudo color 38

39 Pseudo color 39

40 Pseudo color 40

41 Pseudo color 41

42 Pseudo color 42

43 Color de temperatura 43

44 Color de temperatura 44

45 Color de temperatura 45

46 Color de temperatura 46