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Walter Balzano » 9.Colori


Colori

  • La percezione dei colori
  • Rappresentazione dei colori
  • Sensibilità di percezione di sistemi
  • Sintesi additiva e sottrattiva dei colori
  • Esempi di modelli di colore
  • Sistemi di rappresentazione dei colori
  • Funzioni di trasferimento
  • Correzione gamma
  • Indicizzazione dello spazio di colore

La percezione dei colori

Soggettività e diversità della percezione dei colori.

Soggettività e diversità della percezione dei colori.


Rappresentazione dei colori

Gli algoritmi di indicizzazione e di ricerca delle immagini devono essere basati su una corretta rappresentazione dei colori.

La luce visibile è una radiazione elettromagnetica con lunghezza d’onda tra 400 e 780 nm.

Differenti lunghezze d’onda producono differenti sensazioni di colore

Le tre proprietà fisiche delle radiazioni di colore sono:

  • luminanza (illuminazione);
  • tinta (il colore);
  • saturazione (la purezza).

Rappresentazione dei colori (segue)

Cromia  e lunghezza d’onda.

Cromia e lunghezza d'onda.


Rappresentazione dei colori (segue)

Relazione tra sensibilità e lunghezza d’onda.

Relazione tra sensibilità e lunghezza d'onda.


Sintesi additiva e sottrattiva dei colori

Sintesi additiva
È possibile sperimentare che una opportuna mescolanza di radiazioni di diversa lunghezza d’onda produce la visione del bianco: tale risultato è opposto a quanto accade nella scomposizione della luce bianca solare nei colori dello spettro visibile ad opera di un prisma.

Il verificarsi di tale fenomeno da origine a quella che comunemente viene detta sintesi o mescolanza additiva. Per convenzione si considerano 3 colori primari (una terna “naturale” non esiste) come quella RGB.

Sintesi additiva e sottrattiva dei colori (segue)

Sintesi sottrattiva
Considerando il fenomeno non dalla parte della radiazione riflessa, ma da quella della radiazione assorbita, allora le superfici che ci appaiono colorate (per es. pittura e stampa) sottraggono alla nostra visione una parte dello spettro visibile.

Nella sintesi sottrattiva si analizza l’effetto prodotto sulla visione della combinazione delle proprietà riflettenti dei colori (cioè capacità di assorbimento della luce).

Sintesi additiva e sottrattiva dei colori (segue)

Composizione delle frequenze.

Composizione delle frequenze.


Esempi di modelli di colore

Spazio CIE normalizzato (2D)
Commission Internationale de l’Eclairage – 1931
(Commissione Internazionale per l’Illuminazione)
Spazi ( CIERGB, CIEXYZ, CIELUV, CIELAB )

Caratteristiche spazio CIE:

  • spazio percettivamente uniforme;
  • indipendente dal dispositivo.

(\overline {{P}_i {P}_j)}_{RGB} \neq (\overline {{P}_i {P}_j)}_{CIE}

Spazio RGB.

Spazio RGB.

Rappresentazione del modello CIE.

Rappresentazione del modello CIE.


Sistemi di rappresentazione dei colori

Rappresentazione SPD (Spectral Power Distribution).

Ogni colore “fisico” può essere rappresentato mediante la distribuzione dell’energia radiante alle varie lunghezze d’onda SPD.
Vantaggi: e’ il modo più accurato per la specifica di un colore.
Svantaggi: non descrive la relazione tra le proprietà fisiche del colore e la sua percezione visiva; complessa rappresentazioni numerica

Sistemi di rappresentazione dei Colori

Esempi di Spettri.

Esempi di Spettri.


Correzione Gamma

Ogni strumento fisico di acquisizione o di riproduzione dei colori applica una funzione non lineare alla intensità di luce catturata/emessa in relazione al segnale in volts emesso/applicato

Luminanza = Vγ

Per neutralizzare la non linearità del dispositivo si usa la:

Correzione Gamma = 1/γ

La correzione di gamma è quindi un’operazione non lineare usata per codificare e decodificare la luminanza o i valori tristimolo in un sistema video o fotografico. Nel caso più semplice la correzioni di gamma è definita dalla seguente legge potenziale:

Vout = V in γ

Tale funzione di trasferimento serve per neutralizzare la non linearità del dispositivo; V denota il segnale elettrico analogico (voltaggio) che il dispositivo preleva al proprio ingresso.

Correzione Gamma (dispositivo)

Correzione Gamma: curva di Codifica e Decodifica.

Correzione Gamma: curva di Codifica e Decodifica.


Correzione Gamma (schema generale)

Schema generale per la correzione Gamma.

Schema generale per la correzione Gamma.


Correzione Gamma (considerazioni)

Nella ricerca e nella indicizzazione delle immagini basate sul colore è necessario assumere che tutte le immagini siano rappresentate nello stesso spazio di colore e che il valore dei loro pixel rappresentino la stessa cosa.

Data un’immagine nel formato RGB non e’ possibile interpretarla correttamente:

  • non vengono indicate le definizioni delle primitive RGB e quindi non e’ possibile interpretare l’immagine in uno spazio comune
  • non viene indicato il valore della correzione gamma applicata dal device che ha prodotto l’immagine

Tutti i formati immagine più usati (GIF, JPEG, TIFF, ecc) non contengono informazioni sulle primitive dello spazio di colore e sulla correzione gamma usata.

Il formato TIFF 6.0 contiene anche queste informazioni.

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