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Espacios de color
Espacios de color
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Espacios de color
Que es el color?
• Es una medida subjetiva.
• Definición básica: el color es invariante a laintensidad de la iluminación. Algunos invariantes:
con
Distribución normalizada de la potencia de iluminaciónen torno a una frecuencia
Combinación de funcionales
Idem en formulación logarítmica
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Espacios de color
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Espacios de color
Reflectancia: porcentaje de luz reflejada por la superficie delobjeto
Reflectancia especular: luz reflejada en el ángulo opuesto al deincidencia de la luz
Reflectancia difusa: producto de la dispersión de la luz, serefleja en todos los ángulos.
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Espacios de color
Tipos de reflectancia:
45/Normal (45/0)
Normal/45 (0/45)
Diffusa/Normal (d/0)
Normal/Difusa (0/d)
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Espacios de color
Absorción de la luz ytricromaticidad
• La percepción del color comienza con la absorción de la luz por losfotoreceptores de la retina. Hay dos tipos: bastones y conos.
• Los conos son los responsables de la percepción del color.
• Tres tipos de conos dependiendo de la longitud de onda a la que sonsensibles: Long (L, 570nm), Medium (M, 545nm) y Short (S, 440nm)
Cantidad de luz absorbidapor los conos.
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Espacios de color
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Espacios de color
Metameros: dos distribuciones decolor que producen la misma respuestade los conos en la retina
Distribuciones de potencia normalizadasde los colores primarios.
Expresión de una luz comocombinación de los primarios
Absorción de los conos en función de los primarios.
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Espacios de color
• Tricromaticidad: descomponibilidad de laluz en primarios
• Gamut: conjunto de colores reproduciblescomo combinación de los primarios.– Colores que impliquen coeficientes (potencias)
negativas no son realizables.
– Se puede hacer que el gamut corresponda atodos los colores posibles escogiendo primariosimposibles.
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Espacios de color
Colorimetría
• La colorimetría especifica numericamenteun color en relación al sistema depercepción del color humano.
• CIE: Commission Internationale del’Eclairage
• Areas: Especificación del color, diferenciade color y apariencia del color.
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Espacios de color
Oponentes• Se considera los colores dispuestos en dos
ejes de opuestos: rojo-verde y amarillo-azul
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Espacios de color
Espacio RGB
• Es el más común en sistemas de procesodigital de imagen (escanners, cámaras,monitores, …)
• Inconvenientes:– Alta correlación entre sus componentes
– No intuitivo sicológicamente
– No uniforme: la distancia en el espacio RGBno se corresponde con la distancia perceptiva.
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Espacios de color
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Espacios de color
Coordenadas cromáticas
Se puede reducir a dos colores,dada la dependencia lineal (bpuede calcularse para verificar)
Estas coordenadas cromaticasson más independientes de lailuminación.
Aumentan la discriminaciónentre colores.
Los pixels oscuros se debenignorar
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Espacios de color
Espacio de color XYZ
Calculado en función de las siguientes coordenadas en CIE RGB
Blanco de referencia
Coordenadas cromáticas
Se usa como intermedio en algunastransformaciones de espacios de color
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Espacios de color
European Broadcast Union
Federal Communications Commission
EBU
FCC
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Espacios de color
Espacios de color de TVEstán diseñados para minimizar el ancho de banda en la transmisión
Son espacios de color de oponentes. Se han utilizado también para segmentación.
Espacio YUV es la base del sistema PAL europeo
El espacio YIQ es la base del sistema NTSC americano
El espacio YCrCb es independiente de la codificación TV
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Espacios de color
Colores oponentes
Canal rojo-verde
Canal amarillo-azul
Canal blanco-negro
Tienen una motivación sicológica y fisiológica.
Se han utilizado para segmentación, codificación, detección de bordes, etc
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Espacios de color
Espacio de Ohta
Resultado de la búsqueda de componentesestadísticamente incorrelados
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Espacios de color
Espacios Matiz-Saturación
Intensidad I: cantidad de luz
Matiz (Hue H): sensación de colordominante (RGB)
Saturación (S): cercanía al colorpuro.
Proceden de la conversión de RGBcartesiano a un espacio cilíndrico.
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Espacios de color
Cálculo del MatizFormula original
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Espacios de color
Cálculo de la saturación e intensidad
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Espacios de color
Variantes de IHS
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Espacios de color
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Espacios de color
Espacios de colorperceptivamente uniformes
Se busca que diferencias perceptivas en los colorescorrespondan a distancias Euclideas.
Distancia entre dos colores
Referencia color blanco
Intensidad
Rojo-verde
Amarillo-azul
Coordenadas cilíndricas
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Espacios de colorCIELUV para condiciones aditivas: displays
Diferencia perceptiva entre dos fuentes de luz
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Espacios de colorEspacio de Munsell
No existe relación analíticaentre HVC y RGB o XYZ
La distancia entre coloresno es Euclídea
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Espacios de color
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Espacios de color
Invariantes de color (PickTo Seek)
Luz incidente en la superficie
Función de reflectancia
de la superficie
Sensibilidad del k-esimo sensor
Longitud de onda
Respuesta
del k-esimo
sensor
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Espacios de color
Puede descomponerse la reflectancia de un cuerpoopaco en componentes
•Cuerpo, reflectancia mate, albedo de lasuperficie
•Superficie o reflectancia especular, reflenciade Fresnel
Dependenciasgeométricas
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Espacios de color
Con iluminación blanca pura
Para sensibilidades iguales de los sensores
Si las propiedades de lasuperficie son invariantes a laposición
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Espacios de colorTérmino de reflectancia del cuerpo o mate.
La estructura de la distribución de los pixeles en elespacio de color depende del albedo de la superficie.La iluminación y la forma son factores deamplificación, determinan el volumen ocupado en elespacio de color
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Espacios de color
Un invariante de color es una expresión que definecolores en el mismo cluster de color dado por el vectorde reflexion del cuerpo centrado en el origen y bajoiluminación blanca
En estos invariantes decolor desaparecen lostérminos de iluminacióny geometría del objeto
Combinaciones (lineales o no) de invariantesde color son invariantes de color
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Espacios de color
Sensores RG: respuesta a unfragmento infinitesimal bajoiluminación blanca
Conjunto deinvariantes de colorirreducibles basadosen los coloresprimarios
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Espacios de color
Expresión general de los invariantes de colorbasados en los colores primarios
Lema : asumiendo reflexión dicromática e iluminaciónblanca, C es independiente del punto de vista, orientaciónde la superficie, dirección e intensidad de la iluminación
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Espacios de color
Invariantes de primer orden
Invariantes de segundo orden
Invariantes de tercer orden
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Espacios de color
Invariantes a reflectancia mate y especular (body &surface reflectance)
Invariantes irreducibles
Colores primarios percibidos Invariantes de color irreducibles
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Espacios de color
Invariantes de color a reflectancia especular y mate generales
Invariantes de primer orden
Invariantes de segundo orden
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Espacios de color
Gradientes en imágenes de color (multiespectrales)
Imagen multibanda
Limite infinitesimalCon norma al cuadrado
Los autovalores de la matriz definen la magnitud de los extremos de la norma ylos autovectores la dirección de la mínima y máxima variación
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Espacios de color
Gradiente de color en RGB
Gradiente sobre invariantes para objetos mate
Gradiente sobre invariantes para objetos brillantes
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Espacios de color
Algunas referencias
T. Gevers, A.W.M. Smeulders, PicToSeek: Combining color and shapeinvariant features for image retrieval, IEEE trans. Image Processing,(2000) 9(1) pp.102-119
The colour image processing handbook, S.J. Sangwine, R.E:N. Horne,London: Chapman&Hall, 1998
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