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Tema 1.- Introduccion a la Vision Artificial
Tema 1.- Introduccion a la Vision ArtificialVision Artificial Avanzada
Prof. Dr. Nicolas Luis Fernandez Garcıa
Departamento de Informatica y Analisis NumericoEscuela Politecnica Superior
Universidad de Cordoba
Universidad de Cordoba: Escuela Politecnica Superior Master de Sistemas Inteligentes 1 / 83
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Tema 1.- Introduccion a la Vision Artificial
Programa
Tema 1.- Introduccion a la Vision Artificial
Tema 2.- Dificultades en los procesos de reconocimiento 2D
Tema 3.- Dificultades y limitaciones asociadas al uso de laVision 3D
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Tema 1.- Introduccion a la Vision Artificial
Programa
1 Color
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Tema 1.- Introduccion a la Vision Artificial
Color
1 Color
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Tema 1.- Introduccion a la Vision Artificial
ColorIntroduccion
1 ColorIntroduccionEspacio de color RGBEspacios de color normalizadosEspacios de color XYZ y xyzEspacios de color L*u*v* y L*a*b*Espacios de color YIQ e YUVEspacios de color HSI, HLS, HSV y TekHVCEspacios de colores contrarios
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Tema 1.- Introduccion a la Vision Artificial
ColorIntroduccion
Definicion (Luz)
“Energıa radiante” que provoca la sensacion de la vision al incidiren la retina y estimular los nervios opticos.
Definicion (Color)
La percepcion humana del “color” esta producida por la variacionde la luz en el espectro electromagnetico.
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Tema 1.- Introduccion a la Vision Artificial
ColorIntroduccion
Rayos X violetasUltra− Luz Infra−
Radar y TVRadio FM
Radio AMvisible rrojos
(Hz)
λ(m)10 10 10 10 10−12 −10 −8 −6 −4
10 10 10 10−2 0 2 4
10 10 10 10 10 10 10 10 1020 18 16 14 12 10 8 6 4
Azul RojoNaranjaAmarilloVerdeVioleta
ESPECTRO VISIBLE
400 nm 500 nm 600 nm 700 nm
ν
Rayosγ Microondas
Los colores en el espectro electromagnetico
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Tema 1.- Introduccion a la Vision Artificial
ColorIntroduccion
Luz acromatica
Luz acromatica (sin color):
Su unico atributo es la intensidad (I) o cantidad de luz.
Nivel de gris:
Medida escalar de la intensidad que va del negro al blanco,pasando por los grises.
El color permite diferenciar objetos con la misma intensidadluminosa
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ColorIntroduccion
Color percibido
El color percibido por una persona es el color reflejado porun objeto.
Se dice que un objeto es verde si
Refleja luz del espectro correspondiente a la banda en la queesta situado el color verde.Absorbe la luz que esta fuera de esa banda.
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ColorIntroduccion
Magnitudes basicas de una fuente cromatica
Radiancia (radiance): cantidad total de energıa que sale deuna fuente luminosa.
Luminancia (luminance, Y ): cantidad de energıa que unobservador percibe de una fuente luminosa.
Brillo (brightness):
Sensacion visual segun la cual un area parece emitir mas omenos luz.Descriptor subjetivo de difıcil medida que incluye la nocionacromatica de la intensidadEs uno de los factores fundamentales para describir lassensaciones del color.
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Tema 1.- Introduccion a la Vision Artificial
ColorIntroduccion
Diferencia entre radiancia y luminancia
Ejemplo
Una fuente luminosa puede emitir gran cantidad de energıa(radiancia) en forma de rayos infrarrojos.
Sin embargo, dicha energıa no puede ser percibida por unser humano (luminancia) al estar fuera de los lımites delespectro visible.
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Tema 1.- Introduccion a la Vision Artificial
ColorIntroduccion
Teorıa de representacion del color de Thomas Young (1802)
Cualquier color puede ser producido por la mezcla de trescolores primarios C1, C2 y C3 en sus proporciones adecuadas:
C = aC1 + bC2 + cC3
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ColorIntroduccion
Reglas esenciales de la colorimetrıa de Grassman (1853)
1.- Cualquier color puede ser creado por otros tres colores y estacombinacion de los tres colores es unica.
2.- Si dos colores son equivalentes entonces tambien serıanequivalentes despues de multiplicar o dividir por un mismonumero las tres componentes que los integran.
3.- La luminancia de una mezcla de tres colores es igual a lasuma de las luminancias de cada color.
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Tema 1.- Introduccion a la Vision Artificial
ColorIntroduccion
Conos de la retina del ojo humano
Hay tres tipos de conos que se diferencian
En el tipo de proteına que compone el pigmento que capta laluz
Y en el rango de longitudes de onda a las que es sensibledicho pigmento.
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ColorIntroduccion
Sensibilidades maximas de los tipos de conos de la retina
Nombre Maxima Alias(identificacion) sensibilidad
β (azul) 455 nm (violeta) S (Short)γ (verde) 535 nm (verde) M (Medium)ρ (rojo) 570 nm (amarillo) L (Long)
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Tema 1.- Introduccion a la Vision Artificial
ColorIntroduccion
400 600500 700
0’4
0’6
0’8
0’0
0’2 L
M
S
Longitudes de onda (nm)
Sen
sibil
idad
rel
ativ
a
Sensibilidad de los conos de la retina
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ColorIntroduccion
Proporcion de cada tipo cono (estimacion)
ρ : γ : β → 40 : 20 : 1 (1)
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ColorIntroduccion
La formacion de colores en el ojo humano
Todos los colores se ven como combinaciones de losdenominados tres colores primarios:
rojoverdeazul
Colores secundarios:
magenta = rojo + azulcian = verde + azulamarillo = rojo + verde
Color blanco: mezcla en las proporiciones adecuadas de
Los tres colores primariosO de un color secundario y su color primario opuesto
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ColorIntroduccion
Identificacion y normalizacion de los colores primarios
Comision Internacional de la Iluminacion (C.I.E.: CommissionInternationale de l’Eclairage)
Propuesta de 1931 (longitudes de onda)
rojo = 700 nmverde = 546′1 nmazul = 435′8 nm
Propuesta de 1964 (longitudes de onda)
rojo = 645′2 nmverde = 526′3 nmazul = 444′4 nm
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Tema 1.- Introduccion a la Vision Artificial
ColorIntroduccion
Nota
Una longitud de onda especıfica no puede identificar demanera unıvoca un color que pueda llamarse rojo, verde o azul
Cada color abarca una pequena franja del espectro visible.
Ademas, tres componentes de RGB fijas no pueden generarpor sı solas todos los colores del espectro.
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ColorIntroduccion
Definicion (Espacio o modelo de color)
Sistema de coordenadas tridimensional y un subespaciode ese sistema en el que cada color queda representado porun unico punto.
El modelo de color permite medir y especificarcuantitativamente los colores de una forma normalizada.
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ColorIntroduccion
Tipos de espacios de color
Independientes del dispositivo
Dependientes del dispositivoNecesitan especificar un color directamente en el espacio decolor de dicho dispositivo.Los dispositivos que emiten luz (monitores) utilizan unespacio geometrico aditivo.Los dispositivos que reflejan la luz (impresoras)
No pueden crear dicho espacio aditivoSe ha de utilizar un espacio geometrico sustractivo, en el cualse restan componentes de la luz blanca
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ColorIntroduccion
Tipos de espacios de color
Independientes del dispositivoXYZ y xyz .L∗u∗v∗ y L∗a∗b∗.Etc.
Dependientes del dispositivoRGBrgb, Irg e YT1T2.YIQ e YUVHSI , HLS , HSV y TekHVCCMYEspacios de colores contrarios.Etc.
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Tema 1.- Introduccion a la Vision Artificial
ColorIntroduccion
Nota
Los espacios de color mas utilizados en el procesamiento digitalde imagenes son los modelos RGB, YIQ y HSI .
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ColorIntroduccion
Definicion (Espacio de color visualmente uniforme)
Un espacio de color es visualmente uniforme si las distanciasnumericas entre colores han de estar relacionadas con la capacidadhumana para percibir diferencias de colores.
Nota
Es una caracterıstica importante que deben poseer losespacios de color
Los espacios que poseen esta caracterıstica se denominanespacios de color de escala uniforme (USC, Uniform ScaleChromaticity).
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Tema 1.- Introduccion a la Vision Artificial
ColorIntroduccion
Representacion grafica de los espacios de color
La mayorıa de los formatos de color estan basados en un grafode color de tres dimensiones sobre un cubo
HSI , HLS , HSV y TekHVC usan un modelo cilındrico oconico.
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Tema 1.- Introduccion a la Vision Artificial
ColorEspacio de color RGB
1 ColorIntroduccionEspacio de color RGBEspacios de color normalizadosEspacios de color XYZ y xyzEspacios de color L*u*v* y L*a*b*Espacios de color YIQ e YUVEspacios de color HSI, HLS, HSV y TekHVCEspacios de colores contrarios
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Tema 1.- Introduccion a la Vision Artificial
ColorEspacio de color RGB
Espacio de color RGB : caracterısicas principales
Debe su nombre a las iniciales de los tres colores primarios:Red (rojo), Green (verde) y Blue (azul).
Sistema tridimensional de coordenadas cartesianas
Cada color aparece con sus componentes espectralesprimarias de rojo, verde y azul.
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Tema 1.- Introduccion a la Vision Artificial
ColorEspacio de color RGB
B
G
R
AZUL CIAN
AMARILLO
VERDENEGRO
Escala de grisesBLANCO
ROJO
MAGENTA
Espacio de color RGB
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Tema 1.- Introduccion a la Vision Artificial
ColorEspacio de color RGB
Imagen en color con formato RGB
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Tema 1.- Introduccion a la Vision Artificial
ColorEspacio de color RGB
Espacio de color RGB : popularidad
Formato estandar de los monitores en color y de la mayorıade las camaras de vıdeo
Modelo de color mas usado en el procesamiento digital deimagenes.
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Tema 1.- Introduccion a la Vision Artificial
ColorEspacio de color RGB
Espacio de color RGB : “pros y contras”
VentajaNo requiere ninguna transformacion para ser utilizado en elprocesamiento digital de imagenes
InconvenientesLas componentes R, G y B poseen un fuerte factor deintensidad y estan altamente correlacionadas.No es visualmente uniforme
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Tema 1.- Introduccion a la Vision Artificial
ColorEspacios de color normalizados
1 ColorIntroduccionEspacio de color RGBEspacios de color normalizadosEspacios de color XYZ y xyzEspacios de color L*u*v* y L*a*b*Espacios de color YIQ e YUVEspacios de color HSI, HLS, HSV y TekHVCEspacios de colores contrarios
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Tema 1.- Introduccion a la Vision Artificial
ColorEspacios de color normalizados
Espacios de color normalizados
Espacio de color rgb o espacio de color RGB normalizado
Espacio de color Irg
Espacio de color YT1T2
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Tema 1.- Introduccion a la Vision Artificial
ColorEspacios de color normalizados
Definicion (Espacio de color rgb o RGB normalizado)
r =R
R + G + Bg =
G
R + G + Bb =
B
R + G + B
Espacio de color rgb: propiedades
Insensible a cambios de intensidad.
Inestable y poco significativo cuanto la intensidad espequena
Una de las componentes es redundante porque r + g + b = 1
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Tema 1.- Introduccion a la Vision Artificial
ColorEspacios de color normalizados
Definicion (Espacios de color Irg e YT1T2)
Irg
I =R + G + B
3r =
R
R + G + Bg =
G
R + G + B
YT1T2Y = c1R + c2G + c3B
T1 =R
R + G + B
T2 =G
R + G + B
donde c1 + c2 + c3 = 1
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Tema 1.- Introduccion a la Vision Artificial
ColorEspacios de color normalizados
Espacios de color Irg e YT1T2: significado
I o Y: intensidad o luminancia
r y g o T1 y T2: informacion cromatica.
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Tema 1.- Introduccion a la Vision Artificial
ColorEspacios de color XYZ y xyz
1 ColorIntroduccionEspacio de color RGBEspacios de color normalizadosEspacios de color XYZ y xyzEspacios de color L*u*v* y L*a*b*Espacios de color YIQ e YUVEspacios de color HSI, HLS, HSV y TekHVCEspacios de colores contrarios
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Tema 1.- Introduccion a la Vision Artificial
ColorEspacios de color XYZ y xyz
Espacios de color XYZ y xyz : justificacion
RGB y rgb estan basados en el uso de tres colores primarios.
No existe ningun conjunto de tres colores primarios reales quesea capaz de describir todos los colores que pueden serpercibidos.
C.I.E. propuso en 1931 un conjunto estandar de coloresprimarios que:
Son imaginarios: no pueden ser vistos por el ojo humano alestar demasiado saturados.Pueden describir matematicamente todos los colores quepueden ser percibidos.Permiten definir los sistemas de color XYZ y xyz
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Tema 1.- Introduccion a la Vision Artificial
ColorEspacios de color XYZ y xyz
Definicion (Espacio de color XYZ )
XYZ: transformacion lineal del sistema RGB.
La matriz de transformacion debe ser determinadaempıricamente.
Matriz propuesta por C.I.E.
XYZ
=
0′490 0′310 0′2000′177 0′813 0′0110′000 0′010 0′990
RGB
Matriz propuesta por el sistema de television NTSC
XYZ
=
0′607 0′174 0′2010′299 0′587 0′1140′000 0′066 1′116
RGB
El color blanco es representado por X = Y = Z = 1.
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Tema 1.- Introduccion a la Vision Artificial
ColorEspacios de color XYZ y xyz
Espacio de color XYZ : “pros y contras“
VentajasHa sido rigurosamente definido y es un estandar internacional.Es el principal espacio para realizar medidas de color.La informacion de la luminancia es determinada solo por lacomponente Y .A partir de el se deduce “el diagrama cromatico xy”.Es la base para otros espacios de C.I.E.
DesventajasNo es facil especificar de manera intuitiva un nuevo color.
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Tema 1.- Introduccion a la Vision Artificial
ColorEspacios de color XYZ y xyz
Definicion (Espacio de color xyz)
Coeficientes tricromaticos
x =X
X + Y + Zy =
Y
X + Y + Zz =
Y
X + Y + Z
resultando que x + y + z = 1
Espacio de color inestable cuando la intensidad es pequena.
Los coeficientes x e y se utilizan para obtener el diagramacromatico
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Tema 1.- Introduccion a la Vision Artificial
ColorEspacios de color XYZ y xyz
Diagrama cromatico del sistema XYZ
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Tema 1.- Introduccion a la Vision Artificial
ColorEspacios de color XYZ y xyz
0’2 0’4
y
460
480
500
490
520
540
580
590
600
620780
380
560
0’6
x
Longitudes de onda (nm) del espectro
0’8
0’6
0’4
0’2
Diagrama cromatico: elipses de MacAdam
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Tema 1.- Introduccion a la Vision Artificial
ColorEspacios de color XYZ y xyz
Espacio de color xyz : diagrama cromatico
Elipses de MacAdam:
Corresponden a colores que, aunque pueden ser vistos, nopueden ser distinguidos por el ojo humano.El tamano y la orientacion de las elipses son variable.
Debido a este problema, las diferencias de colores no puedenser definidas de una manera uniforme en el plano (x , y).
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Tema 1.- Introduccion a la Vision Artificial
ColorEspacios de color L*u*v* y L*a*b*
1 ColorIntroduccionEspacio de color RGBEspacios de color normalizadosEspacios de color XYZ y xyzEspacios de color L*u*v* y L*a*b*Espacios de color YIQ e YUVEspacios de color HSI, HLS, HSV y TekHVCEspacios de colores contrarios
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Tema 1.- Introduccion a la Vision Artificial
ColorEspacios de color L*u*v* y L*a*b*
Espacios de color L∗u∗v ∗ y L∗a∗b∗
Definidos por C.I.E. a partir del sistema XYZ
Espacios de color de escala uniforme (USC): pueden medir lasdiferencias entre los colores de una forma continua
Inconveniente: son inestables cuando la intensidad es pequena.
Conversiones del modelo XYZ a los modelos L∗a∗b∗ oL∗u∗v∗:
Lentas y complejasOperaciones con numeros reales de punto flotante.Mayores necesidades de memoria para las imagenes
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Tema 1.- Introduccion a la Vision Artificial
ColorEspacios de color L*u*v* y L*a*b*
Definicion (Espacio de color L∗u∗v ∗)
L∗ =
116(
YY0
) 13 − 16 si Y
Y0> 0′008856
903′3 YY0
si YY0
> 0′008856
u∗ = 13L∗(u′ − u′n)
v∗ = 13L∗(v′ − v′n)
u′ =4X
X + 15Y + 3Zv′ =
9X
X + 15Y + 3Z
u′n =4Xn
Xn + 15Yn + 3Znv′n =
9Xn
Xn + 15Yn + 3Zn
Xn , Yn y Zn : estımulos correspondientes al color blanco.
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Tema 1.- Introduccion a la Vision Artificial
ColorEspacios de color L*u*v* y L*a*b*
Espacio de color L∗u∗v ∗: propiedades
L∗: la luminosidad
u∗ y v∗: cromaticidad
Espacio de color visualmente uniforme
Uso de la distancia euclıdea para comparar colores:
(∆C )2 = (∆L∗)2 + (∆u∗)2 + (∆v∗)2
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Tema 1.- Introduccion a la Vision Artificial
ColorEspacios de color L*u*v* y L*a*b*
Definicion (Espacio de color L∗a∗b∗)
L∗ =
116(
YY0
) 13 − 16 si Y
Y0> 0′008856
903′3 YY0
si YY0
> 0′008856
a∗ = 500
( X
Xn
) 13 −
(Y
Yn
) 13
b∗ = 200
( Y
Yn
) 13 −
(Z
Zn
) 13
X
Xn,
Y
Yn,
Z
Zn> 0,0
Xn, Yn y Zn: estımulos del color blanco.
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Tema 1.- Introduccion a la Vision Artificial
ColorEspacios de color L*u*v* y L*a*b*
Espacio de color L∗a∗b∗: propiedades
L∗: luminosidad.
a∗: contenido rojo-verde de la luz.
b∗: contenido amarillo-azul de la luz.
Espacio de color visualmente uniforme.
Uso de la distancia euclıdea para comparar colores:
(∆C )2 = (∆L∗)2 + (∆a∗)2 + (∆b∗)2
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Tema 1.- Introduccion a la Vision Artificial
ColorEspacios de color YIQ e YUV
1 ColorIntroduccionEspacio de color RGBEspacios de color normalizadosEspacios de color XYZ y xyzEspacios de color L*u*v* y L*a*b*Espacios de color YIQ e YUVEspacios de color HSI, HLS, HSV y TekHVCEspacios de colores contrarios
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Tema 1.- Introduccion a la Vision Artificial
ColorEspacios de color YIQ e YUV
Espacio de color YIQ e YUV
Tienen en cuenta la mayor sensibilidad del ojo humano a loscambios de iluminacion frente a los de tono o saturacion.
YIQY : luminancia (luminance).I : en - fase (in - phase).Q: cuadratura (quadrature).
YUVY : luminancia (luminance).U: tono (hue).V : saturacion (saturation).
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Tema 1.- Introduccion a la Vision Artificial
ColorEspacios de color YIQ e YUV
Definicion (Espacio de color YIQ) YIQ
=
0′299 0′587 0′1140′596 −0′275 −0′3210′212 −0′523 0′311
RGB
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Tema 1.- Introduccion a la Vision Artificial
ColorEspacios de color YIQ e YUV
Definicion (Espacio de color YUV ) YUV
=
0′299 0′587 0′114−0′169 −0′331 −0′5000′500 0′419 0′081
RGB
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Tema 1.- Introduccion a la Vision Artificial
ColorEspacios de color YIQ e YUV
Espacio de color YIQ e YUV : “pros y contras”
VentajasLa luminancia (Y ) y la informacion del color (I y Q o U y V )estan desacopladas.Se puede procesar la intensidad (Y ) sin afectar a los coloresrelativos de la imagen.Usados en television:
sistema NTSC: YIQ; sistema PAL: YUVCompatiblidad de TV color y TV blanco y negro (solo usa Y )
InconvenienteEs necesaria una transformacion del sistema RGB.
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Tema 1.- Introduccion a la Vision Artificial
ColorEspacios de color YIQ e YUV
Definicion (Espacio de color CMY ) CMY
=
111
− R
GB
previa normalizacion de R,G ,B ∈ [0, 1]
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Tema 1.- Introduccion a la Vision Artificial
ColorEspacios de color YIQ e YUV
Espacio de color CMY : propiedades
Colores secundarios de la luz o colores primarios de lospigmentos:
Cyan (cian)Magenta (magenta)Yellow (amarillo)
Nota
Si una luz blanca incide sobre una superficie pigmentada con cian,entonces la luz roja no es reflejada, es decir, cian substrae la luzroja de la luz blanca.
Hay un comportamiento similar con el magenta y el verde o elamarillo y el azul.
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Tema 1.- Introduccion a la Vision Artificial
ColorEspacios de color YIQ e YUV
Espacio de color CMY : propiedades
Colores secundarios de la luz o colores primarios de lospigmentos:
Cyan (cian)Magenta (magenta)Yellow (amarillo)
Nota
Si una luz blanca incide sobre una superficie pigmentada con cian,entonces la luz roja no es reflejada, es decir, cian substrae la luzroja de la luz blanca.
Hay un comportamiento similar con el magenta y el verde o elamarillo y el azul.
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Tema 1.- Introduccion a la Vision Artificial
ColorEspacios de color YIQ e YUV
Espacio de color CMY : popularidad
Usado por la mayorıa de los dispositivos de impresion(impresoras, fotocopiadoras, plotters)
Requieren que los datos de entrada esten en formato CMYO realizan una conversion de RGB a CMY
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Tema 1.- Introduccion a la Vision Artificial
ColorEspacios de color HSI, HLS, HSV y TekHVC
1 ColorIntroduccionEspacio de color RGBEspacios de color normalizadosEspacios de color XYZ y xyzEspacios de color L*u*v* y L*a*b*Espacios de color YIQ e YUVEspacios de color HSI, HLS, HSV y TekHVCEspacios de colores contrarios
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Tema 1.- Introduccion a la Vision Artificial
ColorEspacios de color HSI, HLS, HSV y TekHVC
Analisis de los espacios de color ya descritos
Los modelos de color anteriores estan influenciados por
El dispositivo: RGB, rgb, Irg , YT1T2, YIQ, YUV , CMYRazones de colorimetrıa: XYZ , L∗u∗v∗, L∗a∗b∗
No describen la percepcion humana del color
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Tema 1.- Introduccion a la Vision Artificial
ColorEspacios de color HSI, HLS, HSV y TekHVC
Espacios de color HSI , HLS , HSV y TekHVC
Sı describen la percepcion humana del color
Utilizan los siguientes atributos
TonoSaturacionBrillo o luminosidad
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Tema 1.- Introduccion a la Vision Artificial
ColorEspacios de color HSI, HLS, HSV y TekHVC
Espacios de color HSI , HLS , HSV y TekHVC
Definicion (Tono)
Relacionado con la longitud de onda dominante en unamezcla de ondas luminosas
Representa el color dominante tal como lo percibe elobservador.
Cuando se dice que un objeto es rojo, verde o amarillo, seesta indicando su tono.
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Tema 1.- Introduccion a la Vision Artificial
ColorEspacios de color HSI, HLS, HSV y TekHVC
Espacios de color HSI , HLS , HSV y TekHVC
Definicion (Saturacion)
Indica la pureza relativa o cantidad de luz blanca mezcladacon un tono.
Los colores puros del espectro estan completamentesaturados
Colores como el rosa (rojo y blanco) y el lavanda (violeta yblanco):
Menos saturadosSu grado de saturacion es inversamente proporcional a lacantidad de luz blanca anadida.
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Tema 1.- Introduccion a la Vision Artificial
ColorEspacios de color HSI, HLS, HSV y TekHVC
Espacios de color HSI , HLS , HSV y TekHVC
Definicion (Brillo o luminosidad)
Intensidad de luz percibida por el observador
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Tema 1.- Introduccion a la Vision Artificial
ColorEspacios de color HSI, HLS, HSV y TekHVC
Nota (Espacios de color HSI , HLS , HSV y TekHVC )
La cromaticidad esta constituida por el tono y la saturacion
Por tanto, un color se puede caracterizar por su brillo y sucromaticidad.
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Tema 1.- Introduccion a la Vision Artificial
ColorEspacios de color HSI, HLS, HSV y TekHVC
Espacios de color HSI , HLS , HSV y TekHVC
Los espacios de color que utilizan estos atributos son:
HSI: tono (hue), saturacion (saturation) e intensidad(intensity).HLS: tono (hue), luminosidad (lightness) y saturacion(saturation).HSV: tono (hue), saturacion (saturation) y valor (value).TekHVC: tono (hue), valor (value) y croma (chroma).
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Tema 1.- Introduccion a la Vision Artificial
ColorEspacios de color HSI, HLS, HSV y TekHVC
Nota (Espacio de color HSI , HLS , HSV y TekHVC )
Croma y saturacion poseen significados muy similares
Saturacion: atributo de la sensacion visual que permiteindicar el grado de diferencia entre un estımulo cromatico yun estımulo acromatico sin tener en cuenta el brillo.
Croma: es un atributo de la sensacion visual que permiteindicar la diferencia entre un estımulo cromatico y un estımuloacromatico del mismo brillo.
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Tema 1.- Introduccion a la Vision Artificial
ColorEspacios de color HSI, HLS, HSV y TekHVC
Definicion (Espacio de color HSI )
Sistema de coordenadas cilındricasa obtenido a partir delsistema RGB
H = arctan2(√
3(G − B), 2R − G − B)
S = 1− mınimo(R,G ,B)
I
I =R + G + B
3
aExisten otras transformaciones similares
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Tema 1.- Introduccion a la Vision Artificial
ColorEspacios de color HSI, HLS, HSV y TekHVC
B
G
R
I
S
H
Espacio de color HSI
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Tema 1.- Introduccion a la Vision Artificial
ColorEspacios de color HSI, HLS, HSV y TekHVC
Nota (Espacio de color HSI )
Los colores visibles del sistema de coordenadas cilındrico deHSI son los que estan incluidos en el cubo de RGB.
Rango de valores:
Tono (hue) ∈ [0o , 360o ] (rojo = 0o)Saturacion ∈ [0, 1]Intensidad ∈ [0, 1])
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Tema 1.- Introduccion a la Vision Artificial
ColorEspacios de color HSI, HLS, HSV y TekHVC
L
S
ROJO
AMARILLO
BLANCO
VERDE
MAGENTA
NEGRO
AZUL
H
CIAN
Espacio de color HLS
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Tema 1.- Introduccion a la Vision Artificial
ColorEspacios de color HSI, HLS, HSV y TekHVC
L
S
ROJO
AMARILLOVERDE
MAGENTA
NEGRO
AZUL
H
CIAN BLANCO
Espacio de color HSV
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Tema 1.- Introduccion a la Vision Artificial
ColorEspacios de color HSI, HLS, HSV y TekHVC
C
NEGRO
BLANCO
H
V
ROJO
Espacio de color TekHVC (basado en C.I.E. L∗u∗v∗)
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Tema 1.- Introduccion a la Vision Artificial
ColorEspacios de color HSI, HLS, HSV y TekHVC
Espacios de color HSI , HLS , HSV y TekHVC : ventajas
Son espacios de escala uniforme (USC).
La intensidad (I , L o V ) esta desacoplada de la informacioncromatica.
Tono y saturacion estan ıntimamente relacionadas con laforma en que las personas perciben el color.
Son ideales para mejorar de imagenes en color real, aplicandotecnicas monocromaticas al plano de intensidad
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Tema 1.- Introduccion a la Vision Artificial
ColorEspacios de color HSI, HLS, HSV y TekHVC
Nota
Aplicar directamente tecnicas monocromaticas a cada planode RGB puede generar un color poco natural
Por ejemplo, alteracion del color de la piel de las personas.
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Tema 1.- Introduccion a la Vision Artificial
ColorEspacios de color HSI, HLS, HSV y TekHVC
Espacios de color HSI , HLS , HSV y TekHVC : inconvenientes
Singularidad en el tono H que esta indefinido cuandoR = G = B = 0.
Gran sensibilidad del tono:
Una pequena variacion del punto (0, 0, 0) al punto((1− α)ε, αε, 0) puede provocar que el tono varıa desde 0.0(para α = 0) hasta 2π/3 (para α = 1).
Las imagenes se han de convertir al formato RGB (o CMY )para que puedan ser visualizadas.
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Tema 1.- Introduccion a la Vision Artificial
ColorEspacios de colores contrarios
1 ColorIntroduccionEspacio de color RGBEspacios de color normalizadosEspacios de color XYZ y xyzEspacios de color L*u*v* y L*a*b*Espacios de color YIQ e YUVEspacios de color HSI, HLS, HSV y TekHVCEspacios de colores contrarios
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Tema 1.- Introduccion a la Vision Artificial
ColorEspacios de colores contrarios
Espacios de colores contrarios (opponent color space)
Inspirados en la fisiologıa del sistema visual humano:
Puede ser expresado en terminos de tonos de color contrarios,amarillo y azul por un lado y verde y rojo por otro.Estos tonos se anulan mutuamente cuando se superponen.
Modelos
Modelo I ,RG ,YBModelo de Ohta.
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Tema 1.- Introduccion a la Vision Artificial
ColorEspacios de colores contrarios
Espacios de colores contrarios (opponent color space)
Modelo I ,RG ,YB
I = R + G + B
RG = R − G
YB = 2B − R − G
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Tema 1.- Introduccion a la Vision Artificial
ColorEspacios de colores contrarios
Espacios de colores contrarios (opponent color space)
Modelo de Ohta (1980, 1985)
I1 =R + G + B
3I ′2 = R − B
I ′3 =2G − R − B
2
Ohta afirma que la caracterıstica I1 es la ma efectiva para lasegmentacion e I ′3 la menos efectiva.
Inconveniente: este modelo depende de la geometrıa de laescena (Healey, 1992).
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Tema 1.- Introduccion a la Vision Artificial
Tema 1.- Introduccion a la Vision ArtificialVision Artificial Avanzada
Prof. Dr. Nicolas Luis Fernandez Garcıa
Departamento de Informatica y Analisis NumericoEscuela Politecnica Superior
Universidad de Cordoba
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