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 requerida ] formada solo por 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 solo un canal.
En los sistemas de información geográfica , los canales a menudo se denominan bandas ráster . [1] Otro concepto estrechamente relacionado son los mapas de características , que se utilizan en redes neuronales convolucionales .
En el ámbito digital, una imagen puede estar formada por cualquier cantidad de colores primarios convencionales; en este caso, un canal se extiende para ser la imagen en escala de grises basada en cualquiera de esos colores primarios convencionales. Por extensión, un canal es cualquier imagen en escala de grises de la misma dimensión que la imagen original y asociada con ella [ 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 hacen referencia al color de cada píxel mediante un número de índice , que hace referencia a una tabla en la que se almacenan tres componentes de color. Sin embargo, independientemente de cómo almacene las imágenes un formato específico, siempre se pueden determinar canales de color discretos, siempre que se pueda reproducir 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 ), cada uno con 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 está compuesta 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, 16 bits de rojo, verde y azul para cada uno por 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 de color.
Una imagen CMYK tiene cuatro canales: cian, magenta, amarillo y negro. CMYK es el estándar para impresión, donde se utiliza coloración sustractiva .
Una imagen CMYK de 32 bits (el estándar de la industria a partir de 2005) está compuesta de cuatro canales de 8 bits, uno para cian, uno para magenta, uno para amarillo y uno 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 sobre la transparencia: cuanto mayor sea el valor, más opaco será el píxel. Ninguna cámara ni escáner mide la transparencia, aunque los objetos físicos sí pueden poseerla, 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 como 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 en un fondo no uniforme.
En los gráficos de computadora en 3D , se utilizan múltiples canales para un control adicional sobre la representación del material; por ejemplo, controlando 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 varios canales, los canales suelen codificarse en la menor cantidad de bits posible. Los valores típicos son 8 bits por canal o 16 bits por canal. El color indexado elimina todos los canales 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 el número de bits asignados a cada canal resulte en un almacenamiento más óptimo; en particular, para imágenes RGB, comprimir al máximo el canal azul y al mínimo el canal rojo puede ser mejor que darle el mismo espacio a cada uno. [ cita requerida ]
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 ), mientras mantiene toda la información de brillo (valor en HSV ).
HiColor de 16 bits almacena el rojo y el azul en 5 bits, y el verde en 6 bits.
