cromaticidad rg

El espacio de cromaticidad RGB , dos dimensiones del ritmo RGB normalizado , ^[1] es un espacio de cromaticidad , un espacio de color bidimensional en el que no hay información de intensidad.

En el espacio de color RGB, un píxel se identifica por la intensidad de los colores primarios rojo, verde y azul . Por tanto, un rojo brillante se puede representar como (R,G,B) (255,0,0), mientras que un rojo oscuro puede ser (40,0,0). En el espacio RGB normalizado o espacio RG, un color está representado por la proporción de rojo, verde y azul en el color, en lugar de por la intensidad de cada uno. Dado que estas proporciones siempre deben sumar un total de 1, podemos citar solo las proporciones de rojo y verde del color, y podemos calcular el valor de azul si es necesario.

Conversión entre cromaticidad RGB y RG

Dado un color (R,G,B) donde R, G, B = intensidad lineal de rojo, verde y azul, esto se puede convertir a un color donde implique la proporción de rojo, verde y azul en el color original: ^[2]^[3] $(r,g,b)$ $r,g,b$

$r={\frac {R}{R+G+B}}$

$g={\frac {G}{R+G+B}}$

$b={\frac {B}{R+G+B}}$

$r+g+b=1$

La suma de rgb siempre será igual a uno, debido a esta propiedad la dimensión b se puede desechar sin causar ninguna pérdida de información. La conversión inversa no es posible con solo dos dimensiones, ya que la información de intensidad se pierde durante la conversión a cromaticidad rg, por ejemplo (1/3, 1/3, 1/3) tiene proporciones iguales de cada color, pero no es posible. para determinar si corresponde a negro, gris o blanco. Si R, G, B, está normalizado al espacio de color r, g, G, la conversión se puede calcular de la siguiente manera:

$R={\frac {rG}{g}}$

$G=G$

$B={\frac {(1-r-g)G}{g}}$

La conversión de rgG a RGB es la misma que la conversión de xyY a XYZ. ^[4] La conversión requiere al menos cierta información relativa a la intensidad de la escena. Por esta razón, si se conserva G, entonces es posible lo contrario.

Versión utilizada en visión por computadora.

Motivación

Los algoritmos de visión por computadora tienden a sufrir diferentes condiciones de imagen. Para crear algoritmos de visión por computadora más sólidos, es importante utilizar un espacio de color (aproximadamente) invariante en color. Los espacios de color invariantes están insensibles a las perturbaciones en la imagen. Un problema común en la visión por computadora es variar la fuente de luz (color e intensidad) entre múltiples imágenes y dentro de una sola imagen. ^[5]

El espacio de color rg se utiliza por el deseo deInvariancia fotométrica basada en píxeles . Por ejemplo, si una escena está iluminada por un foco, un objeto de un color determinado cambiará de color aparente a medida que se mueve por la escena. Cuando se utiliza el color para rastrear un objeto en una imagen RGB, esto puede causar problemas. Quitar el componente de intensidad debería mantener el color constante.

Práctica

En la práctica, la visión por computadora utiliza una forma "incorrecta" de espacio de color rg derivado directamente de RGB con corrección gamma, típicamente sRGB. Como resultado, no se logra una eliminación total de la intensidad y los objetos 3D aún muestran algunas franjas.

Ilustración

espacio de color rg

Las coordenadas de cromaticidad r, g y b son proporciones de un valor de triestímulo sobre la suma de los tres valores de triestímulo. Un objeto neutro infiere valores iguales de estímulo rojo, verde y azul. La falta de información de luminancia en rg impide tener más de 1 punto neutro donde las tres coordenadas tengan el mismo valor. El punto blanco del diagrama de cromaticidad rg está definido por el punto (1/3,1/3). El punto blanco tiene un tercio rojo, un tercio verde y el último tercio azul. En un diagrama de cromaticidad rg, el primer cuadrante donde todos los valores de r y g son positivos forma un triángulo rectángulo. Con max r es igual a 1 unidad a lo largo del eje x y max g es igual a 1 unidad a lo largo del eje y. Conectando una línea desde max r (1,0) hasta max g (0,1) desde una línea recta con pendiente negativa 1. Cualquier muestra que caiga en esta línea no tiene azul. Moviéndose a lo largo de la línea desde max r hasta max g, se muestra una disminución del rojo y un aumento del verde en la muestra, sin que el azul cambie. Cuanto más se aleja una muestra de esta línea, más azul estará presente en la muestra que intenta coincidir.

RGB

RGB es un sistema de mezcla de colores. Una vez determinada la función de coincidencia de colores, los valores del triestímulo se pueden determinar fácilmente. Dado que se requiere estandarización para comparar resultados, CIE estableció estándares para determinar la función de coincidencia de colores. ^[6]

Los estímulos de referencia deben ser luces monocromáticas R, G, B. Con longitudes de onda respectivamente. $\lambda _{R}=700.0nm,\lambda _{G}=546.1nm,\lambda _{B}=435.8nm$
El estímulo básico es el blanco con igual espectro de energía. Requiere una proporción de 1,000:4,5907:0,0601 (RGB) para igualar el punto blanco.

Por lo tanto, un blanco con luces de energía equivalente de 1,000 + 4,5907 + 0,0601 = 5,6508 lm se puede igualar mezclando R, G y B. Guild y Wright utilizaron 17 sujetos para determinar las funciones de coincidencia de color RGB. ^[7] La combinación de colores RGB sirve como base para la cromaticidad rg. Las funciones de coincidencia de color RGB se utilizan para determinar los valores RGB triestímulo de un espectro. La normalización de los valores del triestímulo RGB convierte el triestímulo en rgb. El valor triestímulo RGB normalizado se puede trazar en un diagrama de cromaticidad rg.

A continuación se muestra un ejemplo de función de combinación de colores. es cualquier monocromático. Cualquier monocromático se puede igualar agregando estímulos de referencia y . La luz de prueba también es demasiado brillante para tener en cuenta esta referencia. Se agregan estímulos al objetivo para atenuar la saturación. Por tanto es negativo. y puede definirse como un vector en un espacio tridimensional. Este espacio tridimensional se define como espacio de color. Se puede alcanzar cualquier color haciendo coincidir una cantidad determinada de y . $[F_{\lambda }]$ $R[R],G[G]$ $B[B]$ $R$ $[R],[G]$ $[B]$ $[F]$ $[R],[G]$ $[B]$

$[F_{\lambda }]+R[R]=G[G]+B[B]$

$[F_{\lambda }]=-R[R]+G[G]+B[B]$

Lo negativo requiere funciones de coincidencia de colores que son negativas en ciertas longitudes de onda. Esta es una prueba de por qué la función de coincidencia de colores parece tener valores de triestímulo negativos. $[R]$ ${\overline {r}}$

diagrama de cromaticidad rg

La figura al lado es un diagrama de cromaticidad rg trazado. Destacando la importancia de la E que se define como el punto blanco donde rg son iguales y tienen un valor de 1/3. A continuación, observe que la línea recta de (0,1) a (1,0) sigue la expresión y = -x + 1. A medida que x (rojo) aumenta, y (verde) disminuye en la misma cantidad. Cualquier punto de la recta representa el límite en rg y puede definirse como un punto que no tiene información b y está formado por alguna combinación de r y g. El movimiento de la línea lineal hacia E representa una disminución en r y g y un aumento en b. En visión por computadora e imágenes digitales, utilice solo el primer cuadrante porque una computadora no puede mostrar valores RGB negativos. El rango de RGB es 0-255 para la mayoría de las pantallas. Pero cuando se intenta formar combinaciones de colores utilizando estímulos reales, se necesitan valores negativos de acuerdo con las leyes de Grassmann para hacer coincidir todos los colores posibles. Esta es la razón por la que el diagrama de cromaticidad rg se extiende en la dirección r negativa.

Conversión del sistema de color xyY

Evitar valores negativos de coordenadas de color provocó el cambio de rg a xy. Las coordenadas negativas se utilizan en el espacio rg porque al hacer una muestra espectral se puede crear una coincidencia agregando estímulo a la muestra. Las funciones de coincidencia de color r, g y b son negativas en ciertas longitudes de onda para permitir la coincidencia de cualquier muestra monocromática. Esta es la razón por la que en el diagrama de cromaticidad rg el lugar espectral se extiende hacia la dirección r negativa y ligeramente hacia la dirección g negativa. En un diagrama de cromaticidad xy, el lugar espectral está formado por todos los valores positivos de xey.

Ver también

Referencias

^ JB Martinkauppi y M. Pietikäinen (2005). "Modelado del color de la piel del rostro". En SZ Li y Anil K. Jain (eds.). Manual de reconocimiento facial . Springer Ciencia y Negocios. pag. 117.ISBN 978-0-387-40595-7.
^ WT Wintringham (1951). "Televisión en color y colorimetría". En D L. MacAdam (ed.). Artículos seleccionados sobre fundamentos de la colorimetría . SPIE: Sociedad Internacional de Ingeniería Óptica. pag. 343.ISBN 0-8194-1296-1.
^ Fairman, Hugh S; Brillante, Michael H; Hemmendinger, Henry (1997). "Cómo se derivaron las funciones de coincidencia de colores CIE 1931 a partir de datos de Wright-Guild". Investigación y aplicación del color . 22 : 11–23. doi :10.1002/(SICI)1520-6378(199702)22:1<11::AID-COL4>3.0.CO;2-7.
^ Lindloom, Bruce (13 de marzo de 2009). "xyY a XYZ". www.brucelindbloom.com . Consultado el 7 de diciembre de 2013 .
^ T. Gevers; A. Gijsenji; J. van de Weijer y J. Geusebroek (2012). "Invariancia fotométrica basada en píxeles". En MA Kriss (ed.). El color en los fundamentos y aplicaciones de la visión por computadora . Wiley - Serie IS&T. pag. 50.ISBN 978-0-470-89084-4.
^ N. Ohto y AR Robertson (2005). "Sistema colorimétrico estándar CIE". En MA Kriss (ed.). Fundamentos y aplicaciones de la colorimetría . Wiley - Serie IS&T. pag. 65.ISBN 978-0-470-09472-3.
^ Caza de RWG (2004). "El triángulo de colores". En MA Kriss (ed.). La reproducción del color . Wiley - Serie IS&T. pag. 71.ISBN 0-470-02425-9.