¿Que es color?Sistema tricromatico
Caracterizacion del color
Fundamentos de colorLeccion 08.1
Dr. Pablo Alvarado Moya
CE5201 Procesamiento y Analisis de Imagenes DigitalesArea de Ingenierıa en Computadores
Tecnologico de Costa Rica
I Semestre, 2017
P. Alvarado — TEC — 2017 Fundamentos de color 1 / 23
¿Que es color?Sistema tricromatico
Caracterizacion del color
Contenido
1 ¿Que es color?
2 Sistema tricromaticoColores primarios
3 Caracterizacion del colorCaracterizacion generalCaracterizacion estandar de color
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¿Que es color?Sistema tricromatico
Caracterizacion del color
¿Que es color?
Color es fenomeno perceptivo asociado a composicionespectral de la luz incidente en la retina, y al contexto de laescena.
Percepcion de color es un fenomento fisio-psicologico.
Recuerdese el proceso de formacion de imagenes:
z
x y
y’
x’
Fuente de energıa
Imagen/SensorObjeto Camara
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Caracterizacion del color
Cadena radiometrica
Cadena radiometrica de formacion de imagenes: todo el procesodesde emision radiacion hasta arribo a la camara
Emision
EscenaEscena
Superficie
Deteccion
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Caracterizacion del color
Distribucion espectral de potencia (DEP)
E (λ): Flujo irradiado por la fuente
S(λ): Reflectancia espectral superficial
R(k)(λ): Respuesta espectral del k-esimo sensor (conos/CCD)
ρ(k): Respuesta de camara para canal k
ρ(k) =
∫Rk(λ)S(λ)E (λ) dλ
Color: respuesta perceptual a la DEP Rk(λ)S(λ)E (λ) pero. . .
¡COLOR PERCIBIDO DEPENDE DEL CONTEXTO!
Constancia de color (color constancy) es area activa deinvestigacion
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Caracterizacion del color
Ejemplos
E. Adelson, 1995 (MIT)
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Caracterizacion del color
Ejemplos
E. Adelson, 1995 (MIT)
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Caracterizacion del color
Ejemplos
R. Beau Lotto
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Caracterizacion del color
Ejemplos
R. Beau Lotto
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Caracterizacion del color
Constancia de color
¿Como inferir S(λ) a partir de las respuestas a∫Rk(λ)S(λ)E (λ) dλ?
En particular, se busca independencia de E (λ)
(Sistema visual adaptado a situaciones naturales, pero es“enganable”)
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Caracterizacion del color
¿Que es el color?
Color es fenomeno perceptivo asociado a composicionespectral de la luz incidente en la retina, y al contexto de laescena.
Se intenta cuantificar con base a la composicion espectral enrango visible:
102
102
104
104
106
106
108
108
1010 1012 1014 1016 1018 1020 1022 1024
1
1
10−2 10−4 10−6 10−8 10−10 10−12 10−14 10−16
Ondas largas Radio Microondas IR UV Rayos X Rayos γ
λ[m]
f [Hz]
Espectro visible
400 nm700 nm
Longitud de onda
Frecuencia
Colorimetrıa: ciencia y tecnologıa encargada de lacuantificacion y descripcion fısica de la percepcion humana delcolor.
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Caracterizacion del colorColores primarios
Teorıa tricromatica del color
Tres tipos de conos en la retina
400
Violeta Azúl Cian Verde Amarillo Rojo
0
50
100
420
S R M L
534498 564
500
Longitud de onda(nm)
Abs
orta
ncia
nor
mal
izad
a
600 700
Basta con tener tres cantidades, una por cada tipo de cono,para representar un color.
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Caracterizacion del colorColores primarios
Colores primarios
1931 CIE (Commission Internationale de L’Eclairage) asignolongitudes de onda de colores primarios “estandar”:
Rojo: 700 nmVerde: 546,1 nmAzul: 435,8 nm
Mezcla de tres colores primarios aproxima gama completa deestımulos colorimetricos
Utilizados en CRT, LCD, TFT, Plasma (emision de luz)
No hay un rojo, o verde, o azul.
Hasta 1965 se conocieron respuestas espectrales de los conos
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Caracterizacion del colorColores primarios
Colores primarios aditivos
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Caracterizacion del colorColores primarios
Colores primarios substractivosUtilizados con pigmentos
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Caracterizacion generalCaracterizacion estandar de color
Conceptos asociados a la potencia total incidente
Varios terminos relacionados a potencia total incidente en el sensor:(¡Los autores no se ponen de acuerdo!)
Brillo (Brightness)
Luminancia (Luminance) [cd/m2]
Intensidad luminosa (Intensity) [cd]
Luminosidad o claridad (Lightness)
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Caracterizacion generalCaracterizacion estandar de color
BrilloBrightness
Definido por CIE como atributo de una sensacion visual deacuerdo al cual un area aparenta emitir mas o menos luz
Es una cantidad completamente subjetiva
En ilusion de Adelson: el mismo gris tiene dos brillos diferentes
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Caracterizacion generalCaracterizacion estandar de color
Intensidad luminosaLuminance
Concepto directamente relacionado con la potencia de la luzincidente
Se calcula a partir de la integral de la distribucion espectral depotencia (DEP) de la luz incidente al sensor.
Algunos autores (Poynton) la definen como el flujo depotencia incidente en una superficie, con unidades [W/m2]
El SI la define como la cantidad de flujo luminoso que emiteuna fuente por unidad de angulo solido y se mide en candelas[cd], que a su vez se relaciona con potencia por estereo-radian(1 cd=1,464 mW/sr).
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Caracterizacion generalCaracterizacion estandar de color
LuminanciaLuminance
Cantidad cuantificada por el CIE
Denotada con CIE Y
Indica potencia irradiada, ponderada por una funcion desensitividad espectral caracterıstica de vision humana.
Curva de ponderacion tiene pico alrededor de 555 nm
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Caracterizacion generalCaracterizacion estandar de color
Luminosidad o claridadLightness
Una fuente con solo 18 % de la luminancia de una referenciaaparenta tener la mitad del brillo de la referencia.
La luminosidad brinda una respuesta perceptual.
Se denota en los estandares de CIE con L∗:
L∗ =
116(
YYn
)1/3− 16 si 0, 008856 < Y
Yn
903, 3 YYn
si 0, 008856 ≥ YYn
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Caracterizacion generalCaracterizacion estandar de color
Las tres caracterısticas subjetivas del color
Brillo: (cuantificado con intensidad, luminancia o luminosidad)
Matiz o tono (H): (hue) frecuencia dominante en DEP
Croma o saturacion (S): pureza de frecuencia dominante,mezcla con gris
matiz-intensidad intensidad-saturacion
Cromaticidad (o crominancia): contraparte del brillo (H∧S)
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Caracterizacion generalCaracterizacion estandar de color
Curvas de Observador Estandar (1)
1931 CIE establecio curvas DEP de un observador estandar:
X =
∫ ∞0
I (λ)x(λ) dλ Y =
∫ ∞0
I (λ)y(λ) dλ Z =
∫ ∞0
I (λ)z(λ) dλ
con luz incidente I (λ) = S(λ)E (λ)
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Caracterizacion generalCaracterizacion estandar de color
Curvas de Observador Estandar (2)
Curvas CIE normalizan un observador humano
Y denota la luminancia
Cromaticidad se puede obtener con:
x =X
X + Y + Zy =
Y
X + Y + Zz =
Z
X + Y + Z
Se cumple x + y + z = 1
Los valores x e y engendran el diagrama de cromaticidad
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Caracterizacion generalCaracterizacion estandar de color
Diagrama de cromaticidad de CIE-1931
Colores puros en borde
Color equienergeticox =y =z =1/3, (S =0)
Colores sobre recta:combinacion lineal deextremos
3 colores: triangulo
¡Colores excluidos!
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Caracterizacion generalCaracterizacion estandar de color
Resumen
1 ¿Que es color?
2 Sistema tricromaticoColores primarios
3 Caracterizacion del colorCaracterizacion generalCaracterizacion estandar de color
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Caracterizacion generalCaracterizacion estandar de color
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