Retinax: Revelando los secretos de la visión computacional con Retinex

Por Fouad Sabry

Qué es Retinax

La constancia del color es un ejemplo de constancia subjetiva y una característica del sistema humano de percepción del color que garantiza que el color percibido de los objetos permanezca relativamente constante bajo diferentes condiciones. condiciones de iluminación. Una manzana verde, por ejemplo, nos parece verde al mediodía, cuando la iluminación principal es la luz blanca del sol, y también al atardecer, cuando la iluminación principal es roja. Esto nos ayuda a identificar objetos.

Cómo se beneficiará

(I) Insights y validaciones sobre los siguientes temas:

Capítulo 1: Constancia del color

Capítulo 2: Color

Capítulo 3: Visión del color

Capítulo 4: Sistema visual

Capítulo 5: Adaptación cromática

Capítulo 6: Imagen residual

Capítulo 7: Tricromacia

Capítulo 8: Célula cónica

Capítulo 9: Agudeza visual

Capítulo 10: Proceso del oponente

(II) Respondiendo las principales preguntas del público sobre retinex.

(III) Ejemplos del mundo real para el uso de retinex en muchos campos.

Para quién es este libro

Profesionales, estudiantes de pregrado y posgrado, entusiastas, aficionados y aquellos que quieran ir más allá del conocimiento o la información básica para cualquier tipo de Retinex.

 

 

• Idioma: Español
• Editorial: Mil Millones De Conocimientos [Spanish]
• Fecha de lanzamiento: 28 abr 2024

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Capítulo 1: Constancia del color

La constancia subjetiva se demuestra mediante el sistema de percepción humana del color, que garantiza que el color de un objeto se vea de manera consistente independientemente de las condiciones de iluminación. Por ejemplo, percibimos que una manzana verde es verde tanto en la luz blanca del día como en la luz roja del atardecer. Es una gran herramienta para determinar qué son las cosas.

Al notar que el color de un objeto afecta el color de la luz reflejada por él, Ibn al-Haytham proporcionó una explicación temprana de la constancia del color. El sistema visual, dijo, separa la luz y el color, por lo que se combinan la calidad de la luz y el color del objeto. Esto es lo que escribe:

De la misma manera que el color no viaja independientemente de la luz del objeto al ojo, tampoco la forma del color viaja independientemente de la luz del objeto al ojo. El último ser sensible solo puede verlos como un desorden desordenado porque ni la forma de la luz ni el color del objeto coloreado pueden salir ilesos. Sin embargo, el observador consciente se da cuenta de que la cosa vista es brillante y que la luz percibida en el objeto es distinta del color.

Los seres humanos, los animales y las máquinas utilizan algo llamado visión del color para distinguir entre las cosas en función de las longitudes de onda de la luz que reflejan, transmiten o emiten. Los conos y los bastones son los dos tipos de fotorreceptores utilizados en el ojo humano para detectar la luz y enviar señales al cerebro visual, donde las señales se interpretan para formar la experiencia del color de un individuo. Para el ojo humano, un objeto familiar siempre parece tener el mismo tono, independientemente de la intensidad o el espectro de luz que se refleje en él. Este fenómeno se conoce como constancia del color.

Cuando la fuente de luz no es claramente visible, se desarrolla un fenómeno conocido como constancia del color.

Se cree que el algoritmo retinex de Land, que logra la constancia del color, se basa en neuronas especializadas en la corteza visual primaria que calculan las proporciones locales de la actividad de los conos. Debido a su capacidad para procesar tanto el color como la oposición espacial, estas células especializadas se conocen como células de doble oponente. Nigel Daw descubrió células de doble oposición en la retina de los peces dorados. Esto, cuando se daña, causa el síndrome de acromatopsia.

Para que la constancia del color funcione, la iluminación incidente debe incluir luz en varias longitudes de onda. Las células cónicas del ojo detectan la luz en una amplia gama de longitudes de onda reflejadas por todos los objetos a la vista. El sistema visual utiliza estos datos para hacer una mejor estimación de la composición de la fuente de luz. A continuación, se determina el color verdadero del objeto, determinado por las longitudes de onda de la luz que refleja después de que se ha restado esta iluminación. El color que vemos se basa en gran medida en este reflejo.

Se han propuesto dos métodos para explicar la constancia del color. La inferencia inconsciente es el primer mecanismo.

Los conos de la retina, que son sensibles a la luz, se adaptan al entorno circundante.

El fenómeno del metamerismo, en el que las percepciones de color de una persona difieren entre dos escenas, puede arrojar luz sobre los estudios de la constancia del color. El cerebro sería capaz de detectar el color y el color del vacío como si se vieran de manera binocular si las comparaciones espaciales se produjeran más tarde en el sistema visual, como en el área cortical V4.

La capacidad de percibir imágenes a todo color (aunque apagadas) simplemente viendo una fotografía con longitudes de onda rojas y grises se conoce como el efecto tierra. En un esfuerzo por recrear los primeros experimentos de James Clerk Maxwell en color, Edwin H. Land notó este fenómeno. Land descubrió que el sistema visual humano interpretaría una imagen como verde o azul si solo estuvieran presentes las longitudes de onda azul y verde, e ignoraría la luz roja. Este efecto fue descrito por primera vez por Land en un artículo de 1959 para Scientific American.

La siguiente es una demostración experimental del efecto en cuestión. Un Mondrian (llamado así por Piet Mondrian, cuyas pinturas son similares) es una representación visual de muchos cuadrados o rectángulos de diferentes colores colocados uno al lado del otro. Tres luces blancas, una proyectada a través de un filtro rojo, un filtro verde y un filtro azul, iluminan la pantalla. La tarea del usuario es controlar el brillo de las luces para que un área específica de la pantalla se lea como blanco puro. A continuación, se mide la reflectancia de la luz roja, verde y azul de esta zona aparentemente blanca. A continuación, se pide al participante que le diga al experimentador de qué color es otra mancha cercana, como una verde. Luego, el investigador reajusta la iluminación para replicar las intensidades de luz roja, azul y verde medidas de la mancha blanca en el reflejo de la mancha verde. El individuo exhibe constancia de color cuando la mancha verde permanece verde, la mancha blanca permanece blanca y todas las demás manchas conservan sus colores originales.

Se han desarrollado muchos algoritmos para mantener la precisión del color en la visión por computadora. Entre ellos se encuentran una serie de algoritmos de retinex.

{Fin del capítulo 1}

Capítulo 2: Color

La percepción del color (o color en inglés británico) depende del espectro electromagnético. El color se percibe en relación con la absorción de luz, la reflexión, los espectros de emisión y la interferencia de un objeto; no es una propiedad de la materia misma. Hay tres tipos de células cónicas que permiten a los humanos ver el color en el espectro visible (tricromacia). Otros animales, como las abejas, que pueden discernir la luz ultravioleta, pueden tener un rango más amplio de percepción del color porque sus ojos incluyen un número diferente de tipos de células cónicas o son sensibles a otras longitudes de onda. Las células cónicas, que son responsables de detectar la luz, tienen diferentes grados de sensibilidad a diferentes longitudes de onda de luz.

El tono, la saturación y el brillo son aspectos perceptivos de los colores. Son posibles tanto la mezcla aditiva de colores (a menudo utilizada para la luz real) como la mezcla sustractiva de colores (comúnmente utilizada para materiales). Debido al metamerismo, si los tonos se combinan correctamente, pueden tener la misma apariencia que una fuente de luz monocromática. En aras de la organización, los colores se pueden representar mediante un modelo matemático de color que abstrae el espacio de color y le da un número a cada región de color. Por lo tanto, los espacios de color son un recurso indispensable para una reproducción precisa del color en diversos medios, incluidos la impresión, la fotografía, las pantallas electrónicas y la televisión. La mayoría de las personas están familiarizadas con los espacios de color RGB, CMYK, YUV, HSL y HSV.

La percepción del color es tan fundamental para la experiencia humana que varios tonos se han relacionado con sentimientos, ocupaciones e incluso países específicos. Los territorios codificados por colores pueden tener diferentes nombres y límites en varias culturas. La teoría del color es un conjunto de reglas para combinar colores de una manera estéticamente agradable y armoniosa, y se utiliza ampliamente en las artes visuales. Los colores primarios tradicionales son el rojo, el amarillo y el azul; los colores secundarios son naranja, verde y morado; y los colores terciarios son cualquier combinación de los dos. La ciencia del color se refiere al estudio de los matices y tonos en general.

La longitud de onda (o frecuencia)