Интервальная оценка параметров цвета из цифровых изображений
Автор: Пальчикова Ирина Георгиевна, Смирнов Евгений Сергеевич
Журнал: Компьютерная оптика @computer-optics
Рубрика: Обработка изображений: Распознавание образов
Статья в выпуске: 1 т.41, 2017 года.
Бесплатный доступ
Изучается влияние аналого-цифрового преобразования входного сигнала от образца на цветопередачу колориметрического устройства. Показано, что независимо от выбора источника освещения в цветопередачу вносится характерная систематическая ошибка квантования. Настоящая работа содержит анализ ошибки квантования для цветной фотоматрицы с разрешением 8 бит на канал. Разработан алгоритм для нахождения интервалов значений доминирующей длины волны и насыщенности цвета образца. Показано, что близость двух разных цветов образца может быть оценена с помощью коэффициента Жаккара. Методом вычислительного эксперимента найдена спектральная зависимость интервалов параметров цвета, рассчитанных из цифровых изображений. Выявлено, что цвета с меньшей яркостью имеют больший интервал и определяются с меньшей точностью. Предложена гипотеза, объясняющая появление эллипсов Мак Адама на цветовом гамуте, а именно: процесс кодирования зрительных нейронных сигналов может включать в себя процедуры, аналогичные аналого-цифровому преобразованию.
Цифровое изображение, аналого-цифровое преобразование, цвет, доминирующая длина волны, насыщенность, rgb-пространство, квантование сигнала, колориметрия
Короткий адрес: https://sciup.org/14059544
IDR: 14059544 | DOI: 10.18287/2412-6179-2017-41-1-95-102
Interval estimation of color parameters from digital images
Influence of the analog-to-digital conversion of an input signal from a sample onto the color rendition of a colorimetric device is studied. It is shown that irrespective of the light source choice, a specific systematic quantization error is introduced to the color rendition. We analyze the quantization error for a color photomatrix with a resolution of 8 bits per channel. An algorithm for finding the interval of values of the dominant wavelength and the color saturation of the sample is developed. It is shown that the similarity of two colors in a sample can be estimated by means of the Jaccard similarity coefficient. The spectral dependence of the intervals of color parameters, calculated from digital images, is found by means of a computing experiment. It is found that lower-brightness colors have a larger interval and are calculated with a lower accuracy. A hypothesis explaining the emergence of MacAdam ellipses on the chromaticity diagram is offered, namely the coding process of the visual neural signals can include procedures similar to the analog-to-digital conversion.
Список литературы Интервальная оценка параметров цвета из цифровых изображений
- Гонсалес, Р.С. Цифровая обработка изображений в среде MATLAB/Р. Гонсалес, Р. Вудс, С. Эддинс. -Под ред. В.В. Чепыжова. -Пер. с англ. -М.: Техносфера, 2006. -616 с. -ISBN: 5-94836-092-Х, 0-13-008519-7.
- Прокопенко, В.Т. Психология зрительного восприятия/В.Т. Прокопенко, В.А. Трофимов, Л.П. Шарок. -СПб: СПбГУИТМО, 2006. -73 с.
- Латышов, И.В. Возможности использования аппаратных ресурсов видеоспектрального компаратора «Docucenter Nirvis Projectina» при производстве судебно-баллистических исследований следов выстрела/И.В. Латышов, А.В. Кондаков, В.А. Васильев, М.Е. Пахомов//Судебная экспертиза: Российский и международный опыт: материалы 2-ой международной научно-практической конференции, Волгоград, 21-22 мая 2014 г. -Волгоград: ВА МВД России, 2014. -С. 181.
- Пальчикова, И.Г. Цветовой анализ цифровых изображений при производстве экспертных исследований следов выстрела/И.Г. Пальчикова, И.В. Латышов, В.А. Васильев, А.В. Кондаков, Е.С. Смирнов//Доклады Академии наук Высшей школы Российской Федерации. -2015. -№ 2(27). -С. 88-101.
- Семаков, С.В. Разработка метода и инструментальных средств для исследования характеристик цветового зрения: автореф. дис. … канд. техн. наук: 05.13.09/Семаков Сергей Владимирович. -СПб., 2000. -16 с.
- Пальчикова, И.Г. Портативный цветовой анализатор качественных изменений мяса птицы/И.Г. Пальчикова, А.Ф. Алейников, Е.С. Смирнов, Ю.В. Чугуй, А.Н. Швыдков, К.Н. Нициевская, В.Ю. Сартаков, Т.В. Ярушин//Достижения науки и техники АПК. -2015.-Т. 29, № 9.-С. 80-83.
- Пальчикова, И.Г. Видеоанализатор количественных цветовых характеристик образцов/И.Г. Пальчикова, А.Ф. Алейников, Ю.В. Чугуй, В.В. Воробьёв, Т.В. Ярушин, В.Ю. Сартаков, Ю.Д. Макашов, Е.С. Смирнов, А.Н. Швыдков//Приборы. -2014. -№ 12. -С. 38-44.
- Пальчикова, И.Г. Особенности цветовой калибровки измерительных систем/И.Г. Пальчикова, Е.С. Смирнов//Интерэкспо ГЕО-Сибирь-2014. X междунар. научн. конгр., 8-18 апреля 2014 г., Новосибирск: Междунар. науч. конф. «СибОптика-2014»: сб. материалов в 2 т.: Т. 1. -Новосибирск: СГГА, 2014. -С. 128-134.
- Color and Vision Research Laboratory . -URL: http://www.cvrl.org/(дата обращения: 31.05.2016).
- Reinhard, E. Color Imaging: Fundamentals and Applications/Erik Reinhard, Erum Arif Khan, Ahmet Oguz Akyuz, Garrett Johnson. -Wellesley, Massachusetts: A K Peters, Ltd./CRC Press, 2008. -1074 p. -ISBN: 978-1568813448.
- Сэломон, Д. Сжатие данных, изображений и звука/Д. Сэломон. -М.: Техносфера, 2004. -368 с. -ISBN: 5-94836-027-X, 0-387-95260-8.
- Клаассен, К.Б. Основы измерений. Датчики и электронные приборы: Учебное пособие/К.Б. Клаассен. -3-е изд. -Долгопрудный: Издательский Дом Интеллект, 2008 -352 с. -ISBN: 978-5-91559-001-3.
- Jaccard, P. Distribution de la flore alpine dans le Bassin des Dranses et dans quelques regions voisines/P. Jaccard//Bulletin de la Societe Vaudoise des Sciences Naturelles. -1901. -Vol. 37(140) -P. 241-272. - DOI: 10.5169/seals-266440
- Вавилов, С.И. Глаз и Солнце. О свете, Солнце и зрении/С.И. Вавилов. -М.: Наука, 1976. -128 с.
- Кравков, С.В. Цветовое зрение/С.В. Кравков. -М.: АН СССР, 1951. -175 с.
- ГОСТ 7845-92. Система вещательного телевидения. Основные параметры. Методы измерений. -М.: ИПК Издательство стандартов, 2001.
- MacAdam, D.L. Color measurement: theme and variations/D.L. MacAdam. -Berlin, New York: Springer-Verlag, 1981. -229 p. -ISBN: 9780387107738.
