DIP + CV Szín

1. DIP + CVSzín Vámossy Zoltán 2005 (Stanford, Berkeley, CMU, Birmingham, BME anyagok alapján)

2. Színspektrum • Prizmán áthaladó napsugár: ibolya, kék, zöld, sárga, narancs, vörös • 1666, Isaac Newton

3. Elektromágneses energiaspektrum • Ultraibolya látható fény  infravörös • Minél hosszabb a hullámhossz (méter), annál kisebb a frekvencia (Hz), és kisebb az energia • Az infravörös felfedezése (1800, Frederick William Herschel)

4. Többspektrumú képalkotás • AVIRIS (Airborne Visible-Infrared Imaging Spectrometer) • hullámsávok: 224 • hullámhossz (mm): 0.4-2.5 • képméret: 512 x 614 • Hullámhossztartományok • látható (0.4 ~ 0.77mm) • közel infravörös (0.77 ~ 1.5mm) • közép infravörös (1.5 ~ 6mm) • távoli infravörös (6 ~ 40mm)

5. Növények reflektív jellemzői

6. Felvetődő kérdések • Mit jelent az, hogy valamiről kijelentjük, hogy adott színű? • Miért a vörös, kék, zöld az elsődleges színek? • Minden látható szín kikeverhető a vörös, a kék és a zöld megfelelő arányaiból? • Milyen színmodellek (színterek vannak)?

7. Szín alapok • A szín elemei

8. Szín alapok • Fizika: • Megvilágítás • Elektromágneses spektrum • Visszaverődés • Anyag tulajdonságok • Felületi geometria és mikrogeometria (politúrozott, vagy matt) • Érzékelés • Fiziológiai folyamat

9. A látás fiziológiája • Szem • Retina • Pálcák:intenzitás, kevés fénynélis működnek,alakok • csapok • Színek!

10. Látás fiziológiája • A retina közepén van a fovea • A csapok itt sokkal sűrűbbek, mint a periférián

11. Csapok • Három típus: • LvagyR, legérzékenyebb a vörösre (610 nm) • MvagyG, legérzékenyebb a zöldre (560 nm) • SvagyB, legérzékenyebb a kékre (430 nm)

12. A retina • Pálcikák és csapok • Idegsejtek

13. Érzékelés • Egy bizonyos szín érzékelése mindhárom csaptípus ingerlésének következménye • Azonos szín érzékeléséhez különböző színképösszetevők vezethetnek, nem írható le egyértelműen hullámhosszal

14. Érzékelés problémái • Emberről emberre változik • Megvilágítástól függ • Környező területek színétől is függ

15. Érzékelés: relatív • Nem abszolút érzékelésben vagyunk “jók” • Az egymáshoz való viszonyokat érzékeljük hatékonyan

16. Dinamikus tartományok MegjelenítésDinamikus tartományÉszlelt(max / min megvilágítás) intenzitások száma CRT: 50-200 400-530 Fotó (print) 100 465 Fotó (slide) 1000 700 B/W nyomtatás 100 465 Színes nyomtatás 50 400 Újság 10 234

17. Emberi látás – elsődleges színek • Csapok három kategóriája • 65% vörösre érzékeny • 33% zöldre érzékeny • 2% kékre érzékeny • Ezért nevezik elsődleges színeknek • CIE specifikálta 1931-ben • Red (R) = 700 nm • Green (G) = 546.1 nm • Blue (B) = 435.8 nm Részletes kísérletek 1965 Detailed experimental Curve available in 1965

18. Megjegyzés • Nincs egyetlen szín sem, ami tisztán vörös, zöld, vagy kék • R, G, B csak a szabvány által meghatározott

19. Másodlagos színek • Magenta (R + B): bíborvörös • Cyan (G + B): ciánkék • Yellow (R + G): sárga

20. Festékek elsődleges színei • A festékek esetén az elsődleges színek, amik elnyelik a megfelelő elsődleges fénysugár összetevőt, de visszaverik a másik kettőt • Elsődleges festékszínek: bíbor, cián, sárga • Másodlagos festékszínek: vörös, zöld, kék

21. A forrásból direkt kibocsátottfényt jelenti A vörös, zöld és kék színek mennyiségét jelenti, amelyből előállítunk egy színt A másodlagos színek ezekből kettőnek a kombinációja: cián, bíbor, sárga A három elsődleges szín kombinációja fehér A szubsztraktív színek egy objektumrólvisszaverődő színeketjelentenek, egy objektumot megvilágító fehér fényből kivonjuk annak egy részét Ha egy objektum visszaveri a fehér fényt, akkor fehérnek tűnk Ha egy objektum elnyeli a megvilágító fényt, akkor fekete Additív és szubsztraktív színek

22. Színek jellemzése 120o G S H R 0o B 240o • Fényesség (brightness): fénykibocsátó felület intenzitás jellemzője, pszichofizikai tulajdonság • Intensity: fotonok száma • Luminance: visszavert fény érzékelt intenzitása, pszichofizikai tulajdonság • Színárnyalat (hue):a domináns szín, amit érzékelünk • Telítettség (saturation): relatív mennyiség; a fehér fény keveréke a színárnyalatban

23. Megjegyzés • Amikor egy objektumra azt mondjuk, hogy vörös, vagy narancs, akkor a színárnyalatra gondolunk • A pontos összetevő arányokat azért akarjuk megmondani, mert: • Csak kevés elnevezett szín van • Nem egyértelmű ez sem • Hogyan biztosítsuk, hogy mindenki ugyanazt a színt lássa?

24. Chromaticity • Chromaticity (színesség): hue + saturation • Tristimulus (háromszín): az R, G, B mennyiségek, amelyek segítségével egy színt kikeverhetünk (X, Y, Z) • Trichromatic (háromszín) együtthatók: x, y, z

25. Chromaticity Diagram (CIE színdiagramm) • CIE szabvány (1931) • X Y Z színtér • Minden látható színt tartalmazza • Kérdések: • Az R, G, B összetevőkkel minden látható szín kikeverhető? • Hol a barna?

26. Válasz • A színdiagram csak a domináns hullámhosszú színárnyalatokat és telítettségeket ábrázolja, független a fényességtől (megvilágítás energiájától) • Egy háromszög sosem tartalmazhatja a “patkót”

27. Chromaticity Diagram (CIE színdiagramm) • Mindenütt pozitív

28. Színmodellek - színterek • RGB modell • monitor, színes video kamerák • CMY modell • Színes nyomtatás • HSI modell • Színes képfeldolgozás

29. RGB színtér - lineáris • Additívszínrendszer: M=a A + b B + c C • Pixel mélység – a bitek száma, amit használhatunk minden pixel reprezentálására (24 bits)

30. RGB színtér - lineáris • Negatív rész • Nem állítható elő minden szín

31. CMY modell • Szubsztraktív színtér: M+a A = b B+c C • CMYK • Négyszínű nyomtatás • Kevesebb festék kell, ha feketét is használunk + szürkeárnyalatok • A papíron lerakodó festékréteg

32. HSI modell – nem lineáris • Az intenzitás komponenst (I) elválasztjuk a színt maghatározó komponensektől (H és S) • Képfeldolgozási algoritmusoknál hasznos • H és S szoros kapcsolatban van avval, ahogy az ember érzékeli a színeket

33. HSV hexacone

34. RGB és HSI

35. Hue és Saturation

36. Árnyalat, telítettség, intenzitás

37. RGB-2-HSI konvertálás

38. HSI-2-RGB konverzió • 0o <= H < 120o • 120o <= H < 240o • 240o <= H < 360o

39. RGB kocka HSI komponensei