Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Гк цветность пространство, два измерения нормализованного RGB или RGB, пространство, [1] является цветность пространство , двумерное цветовое пространство , в котором нет никакой информации интенсивности.

В цветовом пространстве RGB пиксель идентифицируется по интенсивности красного, зеленого и синего основных цветов . Таким образом, ярко-красный цвет может быть представлен как (R, G, B) (255,0,0), а темно-красный - как (40,0,0). В нормализованном пространстве rgb или пространстве rg цвет представлен пропорцией красного, зеленого и синего в цвете, а не интенсивностью каждого из них. Поскольку эти пропорции всегда должны составлять в сумме 1, мы можем указать только красную и зеленую пропорции цвета и при необходимости можем вычислить синее значение.

Преобразование между цветностью RGB и RG [ править ]

Учитывая цвет (R, G, B), где R, G, B = интенсивность красного, зеленого и синего, его можно преобразовать в цвет, где подразумевается пропорция красного, зеленого и синего в исходном цвете: [2]

Сумма rgb всегда будет равна единице, из-за этого свойства размер b можно выбросить без потери информации. Обратное преобразование невозможно только с двумя измерениями, поскольку информация об интенсивности теряется во время преобразования в цветность rg, например (1/3, 1/3, 1/3) имеет равные пропорции каждого цвета, но это невозможно. чтобы определить, соответствует ли это черному, серому или белому цвету. Если R, G, B нормализованы к цветовому пространству r, g, G, преобразование может быть вычислено следующим образом:

Преобразование из rgG в RGB такое же, как преобразование из xyY в XYZ. [3] Для преобразования требуется по крайней мере некоторая информация относительно интенсивности сцены. По этой причине, если G сохраняется, возможно обратное.

Фотометрическая инвариантность на основе пикселей [ править ]

Хотя rg-цветность содержит меньше информации, чем цветовые пространства RGB или HSV , она имеет ряд полезных свойств для приложений компьютерного зрения . Примечательно, что там, где сцена, просматриваемая камерой, освещена неравномерно - например, если она освещена прожектором, - тогда объект данного цвета будет менять видимый цвет при перемещении по сцене. Если цвет используется для отслеживания объекта на изображении RGB, это может вызвать проблемы. Отсутствие информации об интенсивности в изображениях rg-цветности устраняет эту проблему, и видимый цвет остается постоянным. Обратите внимание, что в случае, когда разные части изображения освещаются источниками света разного цвета, проблемы все равно могут возникнуть.

Алгоритмы компьютерного зрения, как правило, страдают от различных условий визуализации. Чтобы сделать алгоритмы компьютерного зрения более надежными, важно использовать цветовое пространство, инвариантное к цвету. Цветовые пространства, инвариантные к цвету, не чувствительны к искажениям изображения. Одна из распространенных проблем компьютерного зрения - это различный источник света (цвет и интенсивность) между несколькими изображениями и внутри одного изображения. [4]Чтобы правильно выполнить сегментацию изображения и обнаружение объектов, требуется повышенная потребность в изображениях, устойчивых к изменениям условий визуализации. Нормализация цветового пространства RGB в цветовую систему RGB выполняет линейное преобразование. Нормализованное пространство RGB устраняет влияние различной интенсивности от источника света. Однородные цветные поверхности с различными геометрическими элементами зависят от угла и интенсивности источника света. Там, где однородная красная поверхность с однородным зеленым предметом, расположенным сверху, должна легко сегментироваться. Благодаря форме трехмерного объекта формируются тени, предотвращающие появление однородных цветовых полей. Нормализация интенсивности убирает тень. Ламбертовский отражатель при белом освещении определяется следующим уравнением:

Когда нормализованные уравнения r, g, b подставляются в уравнение выше, выводятся уравнения ниже, которые определяют инвариантные свойства цветовой системы RGB.

Где и . Коэффициент , который обозначает связь между источником белого света и поверхностью отражательной способностью . Этот коэффициент не учитывается, предполагая ламбертовское отражение и белое освещение, от которого зависит только цветовое пространство rgb . Нормализованное изображение не содержит теней и эффектов затенения. Цветовое пространство RGB зависит от цвета источника света. Цветовое пространство зависит только от того, что состоит из и , и определяется датчиком и поверхностью объекта.

Иллюстрация [ править ]

Визуальное представление цветности изображения. Каждый пиксель был масштабирован, поэтому суммарные координаты красного, зеленого и синего в сумме равны 1. Обратите внимание на эффект на листву и затененные области.
Визуальное представление среднего значения координат красного, зеленого и синего цветов для каждого пикселя исходного изображения. Эта информация может быть объединена с информацией о цветности rg для восстановления исходного изображения.

цветовое пространство rg [ править ]

Нормализованное цветовое пространство rg

Координаты цветности r, g и b представляют собой отношения одного трехцветного значения к сумме всех трех трехцветных значений. Нейтральный объект предполагает равные значения красного, зеленого и синего стимула. Отсутствие информации о яркости в rg не позволяет иметь более одной нейтральной точки, в которой все три координаты имеют одинаковое значение. Белая точка диаграммы цветности rg определяется точкой (1 / 3,1 / 3). У белой точки одна треть красная, одна треть зеленая и последняя треть синяя. На диаграмме цветности rg первый квадрант, где все значения r и g положительны, образует прямоугольный треугольник. При max r равно 1 единице по оси x, а max g равно 1 единице по оси y. Соединение линии от max r (1,0) до max g (0,1) с прямой линией с отрицательным наклоном 1. Любой образец, который попадает на эту линию, не имеет синего цвета.При перемещении по линии от max r к max g видно уменьшение красного и увеличение зеленого в образце без изменения синего. Чем дальше образец перемещается от этой линии, тем больше синего цвета присутствует в образце, который пытается сопоставить.

Система цветовой спецификации RGB [ править ]

Функции согласования цветов CIE 1931 RGB. Функции согласования цветов - это количество основных цветов, необходимых для согласования первичных цветов в монохроматическом тесте на длине волны, показанной на горизонтальной шкале.

RGB - это система смешения цветов. Как только функция согласования цветов определена, можно легко определить трехцветные значения. Поскольку для сравнения результатов требуется стандартизация, CIE установил стандарты для определения функции согласования цветов. [5]

  1. Эталонными стимулами должны быть монохроматические огни R, G, B. С длинами волн соответственно.
  2. Основной стимул - белый с одинаковым энергетическим спектром. Требуется соотношение 1.000: 4.5907: 0.0601 (RGB) для соответствия белой точке.

Таким образом, белый цвет с равноэнергетическим светом 1.000 + 4.5907 + 0.0601 = 5.6508 лм может быть согласован путем смешивания R, G и B. Гильд и Райт использовали 17 объектов для определения функций согласования цветов RGB. [6] Соответствие цветов RGB служит основой для цветности rg. Функции согласования цветов RGB используются для определения трехцветных значений RGB для спектра. Нормализация трехцветных значений RGB преобразует трехцветные изображения в RGB. Нормализованное трехцветное значение RGB может быть нанесено на диаграмму цветности rg.

Пример функции подбора цветов ниже. любое одноцветное. Любой монохромный можно сопоставить, добавив эталонные стимулы и . Контрольный свет также должен быть слишком ярким, чтобы учесть эти эталонные стимулы, добавленные к цели, чтобы уменьшить насыщенность. Таким образом отрицательно. и может быть определен как вектор в трехмерном пространстве. Это трехмерное пространство определяется как цветовое пространство. Любой цвет может быть получен путем сопоставления заданного количества и .

Отрицательный требует функций согласования цветов, которые отрицательны на определенных длинах волн. Это свидетельство того, почему функция согласования цветов имеет отрицательные значения трехцветного стимула.

диаграмма цветности rg [ править ]

Диаграмма цветности rg

Рисунок сбоку представляет собой построенную диаграмму цветности rg. Отмечая важность E, который определяется как белая точка, где rg равны и имеют значение 1/3. Затем обратите внимание на прямую линию от (0,1) до (1,0), которая следует выражению y = -x + 1. По мере увеличения x (красный) y (зеленый) уменьшается на ту же величину. Любая точка на линии представляет собой предел в rg и может быть определена точкой, которая не имеет информации о b и образована некоторой комбинацией r и g. Смещение линейной линии в направлении E означает уменьшение r и g и увеличение b. В компьютерном зрении и цифровых изображениях используйте только первый квадрант, потому что компьютер не может отображать отрицательные значения RGB. Диапазон RGB составляет 0–255 для большинства дисплеев. Но при попытке создать соответствие цветов с использованием реальных стимулов, согласно Грассману, необходимы отрицательные значения.s Законы соответствия всем возможным цветам. Вот почему диаграмма цветности rg простирается в отрицательном направлении R.

Преобразование цветовой системы xyY [ править ]

Избегание отрицательных значений цветовых координат побудило изменить с rg на xy. Отрицательные координаты используются в пространстве rg, потому что при создании спектральной выборки совпадение может быть создано путем добавления стимула к выборке. Функции согласования цветов r, g и b отрицательны на определенных длинах волн, что позволяет согласовать любой монохроматический образец. Вот почему на диаграмме цветности rg спектральное геометрическое место простирается в отрицательном направлении r и даже немного в отрицательном направлении g. На диаграмме цветности xy спектральное геометрическое место, если оно образовано всеми положительными значениями x и y.

См. Также [ править ]

  • Цветовое пространство RG
  • Цветовое пространство CIE 1931
  • Трихроматия
  • Воображаемый цвет
  • Закон Грассмана
  • Цветность
  • Цветность
  • Сегментация изображения
  • Компьютерное зрение

Ссылки [ править ]

  1. ^ JB Martinkauppi & М. Pietikäinen (2005). «Моделирование цвета кожи лица» . В SZ Li & Anil K. Jain (ред.). Справочник по распознаванию лиц . Springer Science & Business. п. 117. ISBN 978-0-387-40595-7.
  2. ^ WT Wintringham (1951). «Цветное телевидение и колориметрия». В D L. MacAdam (ред.). Избранные статьи по основам колориметрии . SPIE - Международное общество оптической инженерии. п. 343. ISBN 0-8194-1296-1.
  3. ^ Lindloom, Брюс (13 марта 2009). «xyY в XYZ» . http://www.brucelindbloom.com/ . Проверено 7 декабря 2013 года . Внешняя ссылка в |website=( помощь )
  4. ^ Т. Геверс; А. Гийсенджи; Дж. Ван де Вейер и Дж. Гейзебрук (2012). «Пиксельная фотометрическая инвариантность». В М.А. Крисс (ред.). Цвет в основах и приложениях компьютерного зрения . Wiley - Серия IS&T. п. 50. ISBN 978-0-470-89084-4.
  5. ^ Н. Ohto & Р. Робертсон (2005). «Стандартная колориметрическая система CIE». В М.А. Крисс (ред.). Основы и приложения колориметрии . Wiley - Серия IS&T. п. 65. ISBN 978-0-470-09472-3.
  6. ^ RWG Hunt (2004). «Цветной треугольник» . В М.А. Крисс (ред.). Воспроизведение цвета . Wiley - Серия IS&T. п. 71 . ISBN 0-470-02425-9.