stringtranslate.com

Хроматическая адаптация

Хроматическая адаптация — это способность зрительной системы человека приспосабливаться к изменениям освещенности для сохранения внешнего вида цветов объектов. Она отвечает за стабильный внешний вид цветов объектов, несмотря на широкий диапазон света, который может отражаться от объекта и восприниматься нашими глазами. Функция преобразования хроматической адаптации ( CAT ) эмулирует этот важный аспект восприятия цвета в моделях внешнего вида цвета .

Объект может рассматриваться в различных условиях. Например, он может быть освещен солнечным светом, светом огня или резким электрическим светом. Во всех этих ситуациях человеческое зрение воспринимает объект как имеющий один и тот же цвет: красное яблоко всегда кажется красным, независимо от того, смотрим ли мы на него днем ​​или ночью (если красное яблоко освещено, так как палочки в наших глазах не видят красного). С другой стороны, камера без регулировки света может регистрировать яблоко как имеющее изменяющийся цвет. Эта особенность зрительной системы называется хроматической адаптацией или постоянством цвета ; когда коррекция происходит в камере, она называется балансом белого .

Хотя зрительная система человека в целом сохраняет постоянный воспринимаемый цвет при разном освещении, существуют ситуации, когда относительная яркость двух разных стимулов будет казаться обратной при разных уровнях освещенности . Например, ярко-желтые лепестки цветов будут казаться темными по сравнению с зелеными листьями при тусклом свете, тогда как в течение дня все наоборот. Это известно как эффект Пуркинье и возникает из-за того, что пик чувствительности человеческого глаза смещается к синему концу спектра при более низких уровнях освещенности.

Преобразование фон Криса

Метод хроматической адаптации фон Криса — это метод, который иногда используется при обработке изображений с камеры. Метод заключается в применении усиления к каждому из спектральных чувствительности человеческих колбочек , чтобы сохранить адаптированный вид эталонной белой константы. Применение идеи Иоганнеса фон Криса об адаптивном усилении на трех типах колбочек было впервые явно применено к проблеме постоянства цвета Гербертом Э. Айвсом [ 1] [2] , и этот метод иногда называют преобразованием Айвса [3] или адаптацией фон Криса–Айвса. [4]

Правило коэффициента фон Криса основывается на предположении, что постоянство цвета достигается путем индивидуальной адаптации усиления трех ответов колбочек, причем усиление зависит от сенсорного контекста, то есть истории цвета и окружения. Таким образом, ответы колбочек от двух спектров излучения могут быть сопоставлены путем соответствующего выбора диагональных матриц адаптации D 1 и D 2 : [5]

где — матрица чувствительности колбочек , а — спектр кондиционирующего стимула. Это приводит к преобразованию фон Криса для хроматической адаптации в цветовом пространстве LMS (реакции длинноволнового, средневолнового и коротковолнового пространства ответов колбочек):

Эта диагональная матрица D отображает ответы колбочек, или цвета, в одном состоянии адаптации в соответствующие цвета в другом; когда предполагается, что состояние адаптации определяется источником света, эта матрица полезна как преобразование адаптации источника света. Элементы диагональной матрицы D представляют собой отношения ответов колбочек (Длинный, Средний, Короткий) для белой точки источника света .

Более полное преобразование фон Криса для цветов, представленных в цветовом пространстве XYZ или RGB, включает матричные преобразования в пространство LMS и из него , с диагональным преобразованием D в середине. [6]

Модели цветового восприятия CIE

Международная комиссия по освещению (CIE) опубликовала набор моделей цветового восприятия , большинство из которых включали функцию цветовой адаптации. CIE L*a*b* (CIELAB) выполняет «простое» преобразование типа фон Криса в цветовом пространстве XYZ, [7] в то время как CIELUV использует адаптацию белой точки типа Джадда (трансляционную) . [8] Две редакции более полных моделей цветового восприятия, CIECAM97s и CIECAM02 , включали функцию CAT, CMCCAT97 и CAT02 соответственно. [7] Предшественник CAT02 [9] является упрощенной версией CMCCAT97, известной как CMCCAT2000. [10]

Ссылки

  1. ^ Айвз Х. Э. (1912). «Отношение между цветом источника света и цветом освещаемого объекта». Trans. Illuminat. Eng. Soc . 7 : 62–72.(Перепечатано в: Brill, Michael H. (1995). «Соотношение между цветом источника света и цветом освещаемого объекта». Color Research & Application . 20 : 70–5. doi :10.1002/col.5080200112.)
  2. ^ Ханна Э. Смитсон и Касим Заиди (2004). «Цветовая константность в контексте: роли для локальной адаптации и уровней референтности». Journal of Vision . 4 (9): 693–710. doi : 10.1167/4.9.3 . PMID  15493964.
  3. ^ Ханна Э. Смитсон (2005). «Обзор. Сенсорные, вычислительные и когнитивные компоненты постоянства цвета у человека». Philosophical Transactions of the Royal Society . 360 (1458): 1329–46. doi :10.1098/rstb.2005.1633. PMC 1609194. PMID 16147525  . 
  4. ^ Карл Р. Гегенфуртнер, Л. Т. Шарп (1999). Цветовое зрение: от генов к восприятию. Cambridge University Press. ISBN 0-521-00439-X.
  5. ^ Гаурав Шарма (2003). Справочник по цифровой цветной обработке изображений . CRC Press .
  6. ^ Эрик Рейнхард (2006). High Dynamic Range Imaging: Acquisition, Display, and Image-Based Lighting. Морган Кауфманн. ISBN 0-12-585263-0.
  7. ^ ab Luo, Ming Ronnier (2015). "CIE Chromatic Adaptation; Comparison of von Kries, CIELAB, CMCCAT97 and CAT02". Энциклопедия науки о цвете и технологии . Springer Berlin Heidelberg: 1–8. doi :10.1007/978-3-642-27851-8_321-1. ISBN 978-3-642-27851-8.
  8. ^ Джадд, Дин Б. (январь 1940 г.). «Насыщенность оттенка и светлота поверхностных цветов при хроматическом освещении». JOSA . 30 (1): 2–32. doi :10.1364/JOSA.30.000002.
  9. ^ Фернандес-Малуань, Кристина, ред. (2013). Расширенная обработка и анализ цветных изображений (PDF) . Нью-Йорк, Нью-Йорк: Springer. стр. 33. ISBN 9781441961891.
  10. ^ Ли, Чанцзюнь; Ло, М. Ронье; Ригг, Брайан; Хант, Роберт WG (февраль 2002 г.). «Преобразование хроматической адаптации CMC 2000: CMCCAT2000». Color Research & Application . 27 (1): 49–58. doi : 10.1002/col.10005 .

Дальнейшее чтение

Внешние ссылки