Modello di aspetto del colore: Comprendere la percezione e la rappresentazione nella visione artificiale

Di Fouad Sabry

Che cos'è il modello di aspetto del colore

Un modello di aspetto del colore, spesso noto come CAM, è un modello matematico che mira a catturare gli elementi percettivi della visione umana dei colori. Questo modello viene utilizzato per descrivere impostazioni di visualizzazione in cui l'aspetto di un colore non coincide con la corrispondente misurazione effettiva della fonte di stimolo.

Come trarrai vantaggio

(I) Approfondimenti e convalide sui seguenti argomenti:

Capitolo 1: Modello di aspetto del colore

Capitolo 2: Spazio colore CIELAB

Capitolo 3 : Colorimetria

Capitolo 4: Adattamento cromatico

Capitolo 5: CIECAM02

Capitolo 6: Spazio colore

Capitolo 7: Spazi colore RGB

Capitolo 8: Colorito

Capitolo 9: Spazio colore CIE 1931

Capitolo 10: Spazio colore LMS

(II) Rispondere alla domanda domande principali pubbliche sul modello di aspetto del colore.

(III) Esempi reali dell'utilizzo del modello di aspetto del colore in molti campi.

A chi è rivolto questo libro

Professionisti, studenti universitari e laureati, appassionati, hobbisti e coloro che desiderano andare oltre le conoscenze o le informazioni di base per qualsiasi tipo di modello di aspetto del colore.

 

 

• Lingua: Italiano
• Editore: Un Miliardo Di Ben Informato [Italian]
• Data di uscita: 29 apr 2024

Anteprima del libro

Capitolo 1: Modello di aspetto del colore

I modelli matematici chiamati modelli di aspetto del colore (CAM) tentano di caratterizzare gli elementi percettivi della visione umana dei colori, come le circostanze in cui il colore percepito di un oggetto differisce dalla corrispondente misurazione fisica della fonte dello stimolo. Al contrario, un modello di colore, ad esempio i modelli di colore RGB o CMYK, stabilisce uno spazio di coordinate per rappresentare i colori.

L'obiettivo di uno spazio colore uniforme (UCS) è quello di creare un modello di colore in cui le differenze apparenti tra i colori sono proporzionali alla loro separazione fisica nello spazio. Un UCS è il risultato dell'applicazione di un CAM a un ambiente di visualizzazione statico, mentre un CAM è la conseguenza dell'applicazione di un UCS a un ambiente di visualizzazione dinamico. Anche senza questo tipo di modellazione, un UCS può fungere da CAM grezzo.

L'osservatore è la fonte di tutti i colori; oggettivamente, L'unica cosa visibile è la distribuzione della potenza spettrale della luce.

Con questo in mente, ognuno vede i colori in modo diverso.

Tuttavia, molti ricercatori hanno tentato di collegare quantitativamente la distribuzione spettrale della potenza della luce alla risposta sensoriale umana, con un certo successo.

Nel 1931, utilizzando tecniche di psicofisica, lo spazio colore XYZ, sviluppato dalla CIE (International Commission on Illumination), rappresenta accuratamente la percezione umana del colore a questo livello sensoriale.

Tuttavia, ci sono ipotesi incorporate nel modello di colore XYZ che ne limitano l'uso (come il luogo retinico di stimolazione, il livello di luminanza della luce che incontra l'occhio, lo sfondo dietro l'oggetto osservato e il livello di luminanza della luce circostante). Due stimoli con identici valori di tristimolo XYZ sembreranno avere la stessa tonalità ad un osservatore umano solo se tutti gli altri fattori sono mantenuti costanti. Colori diversi possono essere percepiti da due stimoli identici con gli stessi valori di tristimolo X, Y e Z se le condizioni iniziali differiscono (e viceversa: due stimoli diversi con valori di tristimolo XYZ quindi diversi potrebbero creare un aspetto di colore identico).

Per rappresentare la percezione umana del colore, è necessario un modello di aspetto del colore anziché il modello di colore XYZ statico se l'ambiente di visualizzazione varia.

Gli esseri umani non percepiscono i colori utilizzando i valori tristimolo XYZ, ma piuttosto i parametri dell'aspetto, il che rappresenta un problema significativo per qualsiasi modello di aspetto del colore (tonalità, luminosità, luminosità, crominanza, colorazione e saturazione). Pertanto, i valori tristimolo X, Y e Z devono essere trasformati (tenendo conto delle condizioni di visualizzazione) in questi parametri di aspetto come parte di qualsiasi modello di aspetto del colore (almeno tonalità, luminosità e crominanza).

Di seguito vengono illustrati alcuni fenomeni di aspetto del colore che i modelli di aspetto del colore tentano di tenere in considerazione.

L'adattamento cromatico è la capacità dell'occhio umano di vedere un oggetto riflesso senza essere influenzato dal punto di bianco (o temperatura di colore) della sorgente luminosa. Un foglio di carta bianca appare bianco all'occhio umano indipendentemente dal fatto che la luce sia bluastra o giallastra. Questo è il fenomeno più fondamentale e fondamentalmente significativo dell'aspetto del colore, e quindi qualsiasi modello di aspetto del colore deve includere una trasformazione di adattamento cromatico (CAT) che tenti di imitare questo comportamento.

Questo separa chiaramente i modelli di colore elementari basati su tristimolo dai modelli di aspetto cromatico più complessi. Quando si descrive il colore della superficie di un elemento illuminato, un semplice modello di colore basato su tristimolo non tiene conto del punto di bianco dell'illuminante, quindi se il punto di bianco dell'illuminante cambia, cambia anche il colore della superficie. Un modello di aspetto a colori, d'altra parte, tiene conto del punto di bianco dell'illuminante (quindi la necessità di questo valore nei calcoli del modello) e, di conseguenza, riporta lo stesso colore per una superficie anche se il punto di bianco dell'illuminante cambia.

In una situazione di adattamento cromatico, due stimoli con diversi valori di tristimolo XYZ potrebbero produrre lo stesso aspetto cromatico. La luce riflessa della carta bianca avrà una diversa distribuzione della potenza spettrale e, di conseguenza, diversi valori di tristimolo X, Y e Z a seconda della temperatura di colore della luce che la illumina (bianca).

Molteplici fattori alterano la percezione del colore di un osservatore:

Spostamento di tonalità di Bezold–Brücke: la tonalità della luce monocromatica cambia con la luminanza.

Effetto Abney: l'aggiunta di luce bianca altera il colore della luce monocromatica (che ci si aspetterebbe di colore neutro).

Molteplici fattori alterano la percezione del contrasto di un osservatore:

Effetto di Stevens: la luminosità migliora il contrasto.

L'effetto Bartleson-Breneman afferma che il contrasto percepito di un'immagine emissiva (come un'immagine su schermo LCD) aumenta quando aumenta il livello di luce ambientale.

L'occhio umano è soggetto ad un effetto che altera la vivacità percepita dei colori:

Effetto Hunt: livelli di luce più elevati si traducono in colori più vivaci.

L'occhio umano è soggetto a un impatto che altera il modo in cui la luce viene percepita:

L'effetto Helmholtz-Kohlrausch: miglioramento della luminosità dipendente dalla saturazione.

Poiché il cervello umano assegna a ogni pixel un insieme unico di significati contestuali, i fenomeni spaziali influenzano il colore solo dove si verificano realmente in un'immagine (ad esempio come ombra invece che come colore grigio). Il termine illusione ottica potrebbe essere usato per descrivere questi eventi. Sono notoriamente difficili da