În capitolul $ 2 $ am menționat deja că culoarea imaginii digitale este un compozit de trei planuri de culoare, fiecare dintre care descrie una culori independente de componente, prezentate în același format ca și $ 8 $ biți normală activat imagine puternică în tonuri de gri. Prin urmare, toate procedurile descrise pentru procesarea imaginilor în semiton
Model de culoare RGB
în regiunea de luminozitate poate fi generalizată și în cazul procesării imaginilor color. Specificul este asociat în primul rând cu diferite modele de culori, care permit lucrul diferit cu diferite culori și alte componente ale imaginii.
Scopul modelului de culoare este să ofere mijloacele de a descrie culoarea într-un anumit interval de culori. Cele mai frecvent utilizate în viziunea pe calculator sunt modelele RGB, CMY, YUV, YCbCr, HSV.
Model de culoare RGB.
RGB (roșu, verde, albastru - roșu, verde, albastru) este un model cu orientare hardware utilizat în afișaje pentru umbrirea aditivă a obiectelor auto-luminoase (pixeli de ecran). Sistemul de coordonate RGB - cu origine cubică $ \ Langle 0,0,0 \ rangle $, corespunzând negru (Figura 4.). Valoarea maximă a RGB - $ \ langle 255,255,255 \ rangle $ corespunde culorii albe. Modelul RGB nu este împărțit luminozitatea și componentele de culoare nuanță, este ușor de a specifica luminanța unei culori primare, dar este dificil să se precizeze nuanța cu un ton de culoare dorită (de exemplu, solid) și saturație.
Model de culoare HSV
Model de culoare HSV.
Modelul color HSV (Hue, Saturation, Value - ton de culoare, saturație, măsurarea luminozității) este un model orientat către persoană și oferă posibilitatea de a seta în mod explicit culoarea dorită. Printre alte modele utilizate în prezent, acest model reflectă proprietățile fizice ale culorii și se potrivește cel mai bine cu modul în care ochiul uman percepe culoarea. Nuanța culorii (H) este asociată în mintea umană cu condiționalitatea colorării obiectului cu un anumit tip de pigment, vopsea, vopsea. Componenta H este lungimea undei luminoase reflectată sau transmisă prin obiect. Această componentă este obiectivă și reflectă esența fizică a culorii. Saturația (S) caracterizează gradul, puterea și nivelul de exprimare a nuanței de culoare. Acest atribut în conștiința umană este asociat cu cantitatea (concentrația) de pigment, vopsea, vopsea. Saturația vă permite să evaluați cât de "adânc" și "curat" este culoarea dată, adică, cum diferă de achromatică. Acesta determină raportul dintre gri și nuanțele selectate și este exprimat în fracții de la $ 0 (gri) la $ 1 $ (complet saturate). luminozitate Măsura (V) reprezinta culoarea relativa iluminare sau intuneric (intensitatea culorii), prin urmare, se măsoară în intervalul de la 0 (negru) la 1 (alb). Când luminozitatea crește, culoarea devine mai deschisă (alb). Componenta V este non-liniară, care se potrivește strâns cu percepția culorilor ușoare și întunecate de către o persoană. Ultimele două componente sunt determinate subiectiv, deoarece reflectă caracteristicile psihologice ale percepției culorii.
Subspațiul definit de acest spațiu model de culoare corespunde proiecției pe diagonala principală a RGB-cub în direcția de la alb la negru și este un con inversat hexagonal (Fig. 5). Pe axa verticală a conului, V este măsura luminozității. La valoarea $ \ rm = 0 $ corespunde unui vârf al conului, la valoarea $ \ rm = 1 $ - baza conului; culorile sunt cele mai intense. Tonul de culoare H este dat de unghiul măsurat în jurul axei verticale. În special, $ 0 $ ° este pur roșu (roșu), $ 60 $ ° este galben, $ 120 $ este verde, $ 180 $ ° este albastru, Cyan este $ 240 $, Albastru este albastru, $ 300 $ ° - magenta, adică culorile suplimentare sunt situate opus unul pe celălalt (diferă cu $ 180 $ °). Saturația S determină cât de aproape de culoare este pigmentul "pur" și variază de la $ 0 $ pe axa verticală V la 1 pe fețele laterale ale conului hexagonal. Punctul $ \ rm = 0 $, în care este situat vârful conului, corespunde culorii negre. Valoarea S în acest caz poate fi orice în intervalul $ 0 $ - $ 1 $. Punctul cu coordonatele $ \ rm = 1 $, $ \ rm = 0 $ - centrul bazei conului, corespunde culorii albe. Valorile intermediare ale coordonatei V la $ \ rm = 0 $, adică pe axa conului, corespund culorilor gri. Dacă $ \ rm = 0 $, atunci valoarea nuanță H este considerată nedefinită.
modelul de culoare HSV poate fi obtinut din modelul RGB, după cum urmează: $$ _1 = \ arccos \ left (\ stânga [-> \ dreapta) + \ stânga (-> \ dreapta)> \ right]> -> \ dreapta) ^ 2 + \ left (-> \ right) \ stânga (-> \ dreapta) >>> \ right), \ quad = \ begin_1, \ le, \ cr 360 ° - _1, >, \ cr \ end $$ $$ = \ frac ,,> \ right) - \ min \ stânga (,,> \ dreapta)>, \ quad = )>. $$ Această transformare este neliniară, ceea ce face dificilă utilizarea acesteia. conversie Aproximarea dependențelor liniare simplifică foarte mult algoritmul de traducere de la RGB la HSV și oferă o eficiență de calcul ridicată. Modelul de culoare HSV reprezintă reprezentarea cea mai convenabilă a imaginilor color pentru segmentarea culorilor.
Model de culoare YUV.
Să trăim, de asemenea, pe spațiul de culoare YUV, care este utilizat pe scară largă în radiodifuziune și, în consecință, a venit la calculator împreună cu formatul MPEG. Faptul este că ochiul uman este cel mai sensibil la strălucirea imaginii și puțin mai puțin la cromaticitate.
În cazul în care aditivul RGB-componente ale semnalului reprezentat ca o luminanță (Y) și două componente de crominanță diferite (U și V), în conformitate cu formulele $$ \ mbox = 0299 \ mbox + 0587 \ mbox + 0114 \ mbox, $$ $$ \ mbox = 0493 (\ mbox - \ mbox), $$ $$ \ mbox = 0877 (\ mbox - \ mbox), $$ U într-un astfel de raport exprimă diferența dintre componentele albastru și galben ale imaginii de culoare, și V - între componentele roșu și verde imagine color. Este cunoscut faptul că ochiul uman distinge mai ușor gradarea luminozității și nuanțele de verde, astfel încât U și V pot fi afișate cu o precizie mai mică, ceea ce poate reduce semnificativ cantitatea de informații stocate în timpul compresiei. Astfel, folosind caracteristicile ochiului uman, chiar înainte de aplicarea compresiei datelor, putem obține câștigul numai prin trecerea la un alt spațiu de culoare. De aceea, atunci când vorbim, de exemplu, că comprimarea în format MPEG realizat cu un factor de 100 $: $ 1 sau mai mult, de multe ori uitat, că informația a fost „pierdut“, chiar și atunci când comutați la un alt spațiu de culoare.
Codificare format YUV $ 4: 1: 1 $ diferit de $ 4: 2: 2 Metoda $ de eșantionare a semnalului care este calculat pentru canalul particular ca produs al codificării digitale de frecvență de bază cu factorul corespunzător: de exemplu, luată de un număr de la 4 $ $ referință pentru canalul Y pentru fiecare dintre canalele de diferență de culoare.
Segmentarea culorilor imaginii.
Segmentarea culorilor se face de obicei folosind modelul de distribuție a culorilor construit anterior al obiectului căutat în
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: