Mapeo de colores: Explorando la percepción y el análisis visual en visión por computadora

Por Fouad Sabry

Qué es el mapeo de color

Esta función se conoce como transferencia de color de imagen y es responsable de mapear (transformar) los colores de una imagen (la fuente) a la otra. colores de otra imagen (el objetivo). Es posible referirse a un mapeo de color como el algoritmo que produce la función de mapeo o el método que altera los colores de la imagen. El proceso de modificar una imagen se denomina frecuentemente transferencia de color o, cuando se trata de fotografías en escala de grises, función de transferencia de brillo (BTF). Además, también puede denominarse calibración de cámara fotométrica o calibración de cámara radiométrica.

Cómo se beneficiará

(I) Información y validaciones sobre los siguientes temas:

Capítulo 1: Transferencia de color de imagen

Capítulo 2: Corrección gamma

Capítulo 3: Gestión del color

Capítulo 4 : Histograma de color

Capítulo 5: Sombreador

Capítulo 6: Mapeo de tonos

Capítulo 7: Histograma de imagen

Capítulo 8: Calibración de color

Capítulo 9: Cuantización del color

Capítulo 10: Rectificación de imágenes

(II) Respondiendo a las principales preguntas del público sobre el mapeo de colores.

(III) Ejemplos del mundo real sobre el uso de mapas de color 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 mapeo de color.

 

 

• Idioma: Español
• Editorial: Mil Millones De Conocimientos [Spanish]
• Fecha de lanzamiento: 30 abr 2024

Vista previa del libro

Capítulo 1: Transferencia de color de la imagen

Los colores de una imagen (la fuente) se transfieren a los colores de otra imagen (el destino). El proceso de generar una función de mapeo, o transformar los colores de una imagen, a veces se denomina mapeo de color. La transferencia de color, o función de transferencia de brillo (BTF) para fotos en escala de grises, es un nombre para el proceso de alteración de la imagen; Otros nombres incluyen calibración de cámara fotométrica y calibración de cámara radiométrica.

El término transferencia de color de imagen es bastante engañoso porque los algoritmos más populares no solo transfieren color, sino también sombreado. (De hecho, aparte de una pequeña área naranja dentro de la imagen que ha sido alterada a amarillo, la muestra dada en esta página transfiere en gran medida el sombreado).

Los algoritmos para transferir colores entre fotos pueden basarse en una correspondencia de píxeles predeterminada o en las estadísticas de los colores presentes en ambas imágenes. En tercer lugar, Faridul y otros identifican los métodos asistidos por el usuario en una revisión exhaustiva.

La coincidencia de histogramas es un método que hace uso de las características estadísticas de las imágenes.

Este es un algoritmo de cambio de color de la vieja escuela, sin embargo, a veces tiene el desafortunado efecto secundario de ser excesivamente preciso, por lo que replica la imagen objetivo hasta sus detalles de color más pequeños, en lugar de los rasgos de color genéricos, lo que provoca aberraciones cromáticas.

Las técnicas estadísticas desarrolladas recientemente abordan esta cuestión.

Una de estas técnicas sería la que normaliza cada uno de los canales de la imagen de entrada para que su media y desviación estándar sean idénticas a las de los canales de entrada correspondientes en la imagen de referencia.

Este proceso de ajuste se realiza normalmente en los espacios de color Lαβ o Lab.

Proporciona una visión general de las técnicas de conversión de color.

También se analizan los métodos de aprendizaje profundo, como la transferencia de estilo neuronal, para transferir colores en videos.

Hay dos aplicaciones principales para el procesamiento de transferencia de color: (1) modificar los colores de dos imágenes de modo que sean perceptualmente compatibles visualmente, y (2) calibrar los colores de dos cámaras para su posterior procesamiento utilizando dos o más imágenes de muestra.

En las aplicaciones de visión artificial, la calibración del color es un paso crucial en el proceso de preprocesamiento. La calibración del color es requerida por muchos programas, ya que procesan muchas fotos a la vez. La diferenciación de imágenes, el registro, el reconocimiento de objetos, el seguimiento multicámara, la cosegmentación y la reconstrucción estéreo son ejemplos de tales aplicaciones.

Se ha propuesto que la transferencia de color de la imagen podría utilizarse en otros contextos.

Estos incluyen la cooptación de paletas de colores de fuentes reconocidas, como pinturas famosas, y el uso como alternativa adicional a los métodos de modificación de color que se encuentran comúnmente en las aplicaciones comerciales de procesamiento de imágenes, como 'posterise', 'solarise' y 'gradient'.

Para investigar estas opciones, una herramienta web está a su disposición.

Si bien este artículo sigue la terminología utilizada en la investigación fundamental de Reinhard et al., los autores argumentan que es más intuitivo pensar en una imagen de origen como si dirigiera sus colores hacia una imagen de destino. La función Coincidencia de color de Photoshop de Adobe se refiere a la imagen de referencia de color como origen. Algunos programas defectuosos han llegado a la naturaleza después de ser distribuidos debido a un malentendido de este lenguaje. El uso de terminología como imagen de entrada o imagen base e imagen de origen de color o imagen de paleta de colores puede ayudar a aclarar las cosas en el futuro.

{Fin del capítulo 1}

Capítulo 2: Corrección gamma

La gamma, o corrección gamma, es un proceso no lineal utilizado en sistemas de vídeo e imágenes fijas para codificar y decodificar valores de luminancia o triestímulos. En su forma más simple, la corrección gamma se define mediante la expresión de la ley de potencia:

{\displaystyle V_{\text{out}}=AV_{\text{in}}^{\gamma },}

donde el valor de entrada real no negativo V_{{\text{in}}} se eleva a la potencia \gamma y se multiplica por la constante A para obtener el valor de salida V_{{\text{out}}} .

Para el valor más frecuente de A = 1,, Normalmente, los valores de entrada y salida están en el rango 0-1.

Un valor gamma \gamma <1 a veces se denomina gamma codificador, El uso de esta no linealidad de la ley de potencia compresiva en la codificación se conoce como compresión gamma; a la inversa, un valor gamma \gamma >1 se denomina gamma decodificante, Además, el uso de la expansión de la ley de potencia no lineal se conoce como expansión gamma.

Aprovechando la forma no lineal en que los humanos perciben la luz y el color, la codificación gamma de imágenes se utiliza para optimizar el consumo de bits al codificar una imagen o el ancho de banda utilizado para transmitir una imagen. Es por eso que se necesita mucha energía creativa para decidir cuál es la mejor manera de mostrar la imagen original en su versión reducida. La corrección gamma, a menudo conocida como selección de contraste, es una herramienta en el kit de herramientas del fotógrafo para ajustar el producto final.

Los sensores electrónicos se utilizan en las cámaras digitales para registrar la luz y, por lo general, responden linealmente. Las transformaciones del espacio de color y las transformaciones de renderizado se llevarán a cabo en el proceso de transformación de datos lineales sin procesar en datos RGB estándar (por ejemplo, para almacenar en formato de imagen JPEG). En particular, las intensidades de los colores primarios en una reproducción fotográfica se codifican de forma no lineal (a través de la compresión gamma) en casi todos los espacios de color RGB estándar y formatos de archivo. Además, existe una no linealidad en la reproducción de tonos entre la reproducción planificada y las intensidades de escena medidas.

La teoría gamma se puede utilizar para analizar cualquier tipo de conexión no lineal.

Para la relación de la ley de potencia {\displaystyle V_{\text{out}}=V_{\text{in}}^{\gamma }} , En una escala logarítmica, la curva se ve como una línea recta, con una pendiente constante igual a gamma El operador