Las imágenes digitales en color están formadas por píxeles , y los píxeles están formados por combinaciones de colores primarios representados por una serie de códigos. Un canal en este contexto es la imagen en escala de grises del mismo tamaño que una imagen en color, [ cita necesaria ] hecha de solo uno de estos colores primarios. Por ejemplo, una imagen de una cámara digital estándar tendrá un canal rojo, verde y azul. Una imagen en escala de grises tiene un solo canal.
En los sistemas de información geográfica , los canales suelen denominarse bandas ráster . [1] Otro concepto estrechamente relacionado son los mapas de características , que se utilizan en redes neuronales convolucionales .
En el ámbito digital, puede haber cualquier cantidad de colores primarios convencionales que compongan una imagen; En este caso, un canal se amplía para que sea la imagen en escala de grises basada en cualquier color primario convencional. Por extensión, un canal es cualquier imagen en escala de grises de la misma dimensión y asociada con la imagen original [ cita requerida ] .
Canal es un término convencional que se utiliza para referirse a un determinado componente de una imagen. En realidad, cualquier formato de imagen puede utilizar cualquier algoritmo internamente para almacenar imágenes. Por ejemplo, las imágenes GIF en realidad se refieren al color de cada píxel mediante un número de índice , que se refiere a una tabla donde se almacenan tres componentes de color. Sin embargo, independientemente de cómo un formato específico almacene las imágenes, siempre se pueden determinar canales de color discretos, siempre que se pueda generar una imagen en color final.
El concepto de canales se extiende más allá del espectro visible en imágenes multiespectrales e hiperespectrales . En ese contexto, cada canal corresponde a un rango de longitudes de onda y contiene información espectroscópica . Los canales pueden tener múltiples anchos y rangos.
Existen tres tipos principales de canales (o modelos de color ), y tienen sus respectivas fortalezas y debilidades.
Una imagen RGB tiene tres canales: rojo, verde y azul. Los canales RGB siguen aproximadamente los receptores de color del ojo humano y se utilizan en pantallas de computadora y escáneres de imágenes .
Si la imagen RGB es de 24 bits (el estándar de la industria a partir de 2005), cada canal tiene 8 bits, para rojo, verde y azul; en otras palabras, la imagen se compone de tres imágenes (una para cada canal), donde cada imagen puede almacenar píxeles discretos con intensidades de brillo convencionales entre 0 y 255. Si la imagen RGB es de 48 bits (profundidad de color muy alta), cada canal tiene 16 bits de color por píxel, es decir, rojo, verde, y azul para cada píxel.
Observe cómo los árboles grises tienen un brillo similar en todos los canales, el vestido rojo es mucho más brillante en el canal rojo que en los otros dos y cómo la parte verde de la imagen se muestra mucho más brillante en el canal verde.
Las imágenes YUV son una transformación afín del espacio de color RGB, originada en la radiodifusión. El canal Y se correlaciona aproximadamente con la intensidad percibida, mientras que los canales U y V proporcionan información sobre el color.
Una imagen CMYK tiene cuatro canales: cian, magenta, amarillo y clave (negro). CMYK es el estándar de impresión, donde se utiliza coloración sustractiva .
Una imagen CMYK de 32 bits (el estándar de la industria a partir de 2005) está formada por cuatro canales de 8 bits, uno para cian, uno para magenta, uno para amarillo y otro para el color clave (normalmente es el negro). El almacenamiento de 64 bits para imágenes CMYK (16 bits por canal) no es común, ya que CMYK suele depender del dispositivo, mientras que RGB es el estándar genérico para el almacenamiento independiente del dispositivo.
HSV , o valor de saturación de tono , almacena información de color en tres canales, al igual que RGB, pero un canal está dedicado al brillo (valor) y los otros dos transmiten información de color. El canal de valor es similar (pero no exactamente igual) al canal negro CMYK o su negativo .
HSV es especialmente útil en la compresión de vídeo con pérdida , donde la pérdida de información de color es menos perceptible para el ojo humano.
El canal alfa almacena información de transparencia: cuanto mayor sea el valor, más opaco será el píxel. Ninguna cámara o escáner mide la transparencia, aunque los objetos físicos ciertamente pueden poseer transparencia, pero el canal alfa es extremadamente útil para componer imágenes digitales.
La tecnología de pantalla azul implica filmar actores frente a un fondo de color primario, luego configurar ese color en transparente y componerlo con un fondo.
Los formatos de imagen GIF y PNG utilizan canales alfa en la World Wide Web para fusionar imágenes en páginas web de modo que parezcan tener una forma arbitraria incluso sobre un fondo no uniforme.
En los gráficos por computadora en 3D , se utilizan múltiples canales para un control adicional sobre la representación del material; por ejemplo, controlar la especularidad , etc.
Al digitalizar imágenes, los canales de color se convierten en números. Dado que las imágenes contienen miles de píxeles, cada uno con múltiples canales, los canales generalmente se codifican en la menor cantidad de bits posible. Los valores típicos son 8 bits por canal o 16 bits por canal. El color indexado elimina efectivamente los canales por completo para obtener, por ejemplo, 3 canales en 8 bits ( GIF ) o 16 bits.
Dado que el cerebro no necesariamente percibe distinciones en cada canal en el mismo grado que en otros canales, es posible que diferir en el número de bits asignados a cada canal dé como resultado un almacenamiento más óptimo; en particular, para imágenes RGB, comprimir el canal azul al máximo y el canal rojo al mínimo puede ser mejor que dar el mismo espacio a cada uno. [ cita necesaria ] Este tipo de compresión "preferencial" es el resultado de estudios que muestran que la retina humana en realidad utiliza el canal rojo para distinguir detalles, [ cita necesaria ] junto con el canal verde en menor medida, y utiliza el canal azul. para obtener información ambiental o de antecedentes.
Entre otras técnicas, la compresión de vídeo con pérdida utiliza el submuestreo de croma para reducir la profundidad de bits en los canales de color ( tono y saturación ), manteniendo toda la información de brillo (valor en HSV ).
HiColor de 16 bits almacena rojo y azul en 5 bits y verde en 6 bits.
