TEMA 1
This presentation is the property of its rightful owner.
Sponsored Links
1 / 60

INTRODUCCIÓN AL PROCESADO DE IMAGEN PowerPoint PPT Presentation


  • 163 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

TEMA 1. LUZ Y SISTEMA VISUAL HUMANO. INTRODUCCIÓN AL PROCESADO DE IMAGEN. INTRODUCCIÓN Y EJEMPLOS. LUZ Y COLOR. 1.1- LUZ, LUMINANCIA Y BRILLO. TEMA 1 LUZ Y SISTEMA VISUAL HUMANO.

Download Presentation

INTRODUCCIÓN AL PROCESADO DE IMAGEN

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


Introducci n al procesado de imagen

TEMA 1

LUZ YSISTEMA VISUAL HUMANO

INTRODUCCIÓN AL PROCESADO DE IMAGEN


Introducci n al procesado de imagen

INTRODUCCIÓN Y EJEMPLOS


Introducci n al procesado de imagen

LUZ Y COLOR


Introducci n al procesado de imagen

1.1- LUZ, LUMINANCIA Y BRILLO

TEMA 1 LUZ Y SISTEMA VISUAL HUMANO

  • LUZ  Es la radiación electromagnética que estimula la respuesta visual humana.

    • Ocupa una región en el espectro entre 389 nm y 780 nm.


Introducci n al procesado de imagen

1.1- LUZ, LUMINANCIA Y BRILLO

TEMA 1 LUZ Y SISTEMA VISUAL HUMANO

  • Distribución de energía de una onda electromagnética que atraviesa un cierto plano espacial: C(x,y,t,λ) (flujo radiante).

    • Si consideramos un punto fijo (x’,y’), y un instante dado, t’:

      • C(x,y,t,λ) C(λ)(flujo radiante por longitud de onda)


Introducci n al procesado de imagen

1.1- LUZ, LUMINANCIA Y BRILLO

TEMA 1 LUZ Y SISTEMA VISUAL HUMANO

  • Magnitudes asociadas a C(λ)

    •  Magnitudes radiométricas.

      • Se definen independientemente del observador.

  • Magnitudes relacionadas con el sistema visual humano

  •  Magnitudes fotométricas.

    • Dependen del observador.

    • La percepción humana de la luz se describe habitualmente en términos de:

      • Brillo: Cantidad de luz percibida

      • Tinte: Color (rojo, verde…)

      • Saturación: Viveza del color


  • Introducci n al procesado de imagen

    1.1- LUZ, LUMINANCIA Y BRILLO

    TEMA 1 LUZ Y SISTEMA VISUAL HUMANO

    • Las contribuciones que C(λ1) y C(λ2) aportan a la percepción del brillo por un observador son en general bastante diferentes para

    • λ1≠λ2, incluso aunqueC(λ1)=C(λ2)

    •  Una simple integral de C(λ) sobre λ no se relaciona de manera adecuada con la percepción del brillo.

    • Fotometría: Ciencia que relaciona el brillo percibido por un observador con la energía radiante.

    • Cantidad fotométrica básica: Luminancia.


    Introducci n al procesado de imagen

    TEMA 1 LUZ Y SISTEMA VISUAL HUMANO

    1.2- COLORIMETRÍA

    • Utilización del color para visualización de imágenes:

      • Más agradable

      • Permite apreciar más información visual

    • Formas de mezclar colores  Representación de un color como suma de colores primarios


    Introducci n al procesado de imagen

    1.2.1- MEZCLA SUSTRACTIVA DE COLORES

    TEMA 1 LUZ Y SISTEMA VISUAL HUMANO

    • Poder transmisor de un filtro a una longitud de onda λ: Cociente entre la intensidad de luz que transmite y la que incide (Tλ).

    • Al pasar la luz por un filtro, se atenúa la intensidad a ciertas longitudes de onda  Se “sustrae” parte de la luz.

    • De este modo se obtienen los

    • pigmentos, es decir, las pinturas.


    Introducci n al procesado de imagen

    1.2.2- MEZCLA ADITIVA DE COLORES

    TEMA 1 LUZ Y SISTEMA VISUAL HUMANO

    • Superposición, sobre una pantalla blanca, de luces coloreadas S1 y S2.

      • Luz roja más luz amarilla  Vemos luz naranja (en realidad, un análisis espectral indicaría luz roja y luz amarilla, pero la sensación es de color naranja).

    • Para la obtención de cualquier color del espectro por el método aditivo se requiere la aportación de 3

    • componentes, que llamamos colores

    • Primarios (R, G, B).


    Introducci n al procesado de imagen

    1.2.3- LEYES DE GRASSMAN

    TEMA 1 LUZ Y SISTEMA VISUAL HUMANO

    • Toda sensación de color se puede obtener por suma de tres fuentes S1, S2 y S3, de colores que llamamos primarios (Maxwell y Grassmann). Grassmann formuló 3 leyes al respecto:

      • Trivarianza: Un color cualquiera X, de luminancia L, se puede igualar mediante tres luminancias R, G, B, o cantidades adecuadamente dosificadas de tres luces RGB.

        • X = R·PR + G·PG + B·PB

    • Luminancia: La luminancia de X es la suma de las luminancias de sus componentes. LX = LR + LG + LB

    • Proporcionalidad: Si se multiplican ambos miembros de la Eq. 1, la igualdad no se altera αX = α R·PR + α G·PG + α B·PB

    • Aditividad: La luminancia del color resultante de una mezcla de colores es la suma de sus primarios.

    • LX = LR + LG + LB

    • LY = LR’ + LG’ + LB’

     LZ=LX+LY=(LR+LR’)+(LG+LG’)+(LB+LB’)


    Introducci n al procesado de imagen

    TEMA 1 LUZ Y SISTEMA VISUAL HUMANO

    1.2.4- DETERMINACIÓN DE COEFICIENTES. EL COLORÍMETRO


    Introducci n al procesado de imagen

    1.2.4- DETERMINACIÓN DE COEFICIENTES. EL COLORÍMETRO

    TEMA 1 LUZ Y SISTEMA VISUAL HUMANO

    • La luz X se puede representar como un vector con componentes RGB:

      • C1 = R1 + G1+ B1

  • El módulo del vector OC1 nos da la luminancia del color.


  • Introducci n al procesado de imagen

    1.2.5- REPRESENTACIÓN DEL COLOR MEDIANTE PARÁMETROS r Y g

    G1

    R1

    B1

    g1=

    b1=

    r1=

    R1 + G1 + B1

    R1 + G1 + B1

    R1 + G1 + B1

    R1 + G1 + B1

    r1 +r1 + r1 =

    R1 + G1 + B1

    TEMA 1 LUZ Y SISTEMA VISUAL HUMANO

    • Si nos movemos en un plano en el que la luminancia (módulo del vector OC1) sea constante, y sólo nos interesan las diferencias de matiz, nos basta con dos parámetros para determinar el color:

    • Basta con conocer dos de las coordenadas reducidas (la tercera se obtiene por diferencia). Se han adoptado r y g como parámetros de este sistema.


    Introducci n al procesado de imagen

    1.2.5- REPRESENTACIÓN DEL COLOR MEDIANTE PARÁMETROS r Y g

    TEMA 1 LUZ Y SISTEMA VISUAL HUMANO

    • El plano formado por las dos componentes se conoce como carta rg:

      • Blanco: (1/3, 1/3)

      • Rojo: (1,0)

    • Hay tonos que no se pueden obtener en el colorímetro como suma de colores RGB. Hay que poner una luz al otro lado, lo que daría lugar a valores negativos en la carta rg.


    Introducci n al procesado de imagen

    X

    Y

    Z

    x=

    y=

    z=

    X + Y + Z

    X + Y + Z

    X + Y + Z

    TEMA 1 LUZ Y SISTEMA VISUAL HUMANO

    1.2.6- COMPONENTES TRICROMÁTICAS INTERNACIONALES

    • Para que todo color se halle representado por un punto en el primer cuadrante, el CIE reformó el sistema de parámetros r, g y b adoptando ciertas funciones lineales de ellos a las que llamó x, y, z.

    • Esto equivale a tomar nuevos patrones primarios ficticios que cumplían con las condiciones requeridas, X, Y, Z.

    • donde x + y + z =1, por lo que basta conocer x e y.

    • Las coordenadas x, y calculadas para todos los

    • colores del espectro conforman una gráfica llamada

    • curva lugar del espectro, que representa la frontera

    • de todos los colores reales existentes.


    Introducci n al procesado de imagen

    ESQUEMAS DE COLORES


    Introducci n al procesado de imagen

    Cubo RGB


    Introducci n al procesado de imagen

    Línea de Gradiente

    Neutro


    Introducci n al procesado de imagen

    Líneas de Gradiente

    Primario-secundario


    Introducci n al procesado de imagen

    Plano de colores

    primarios


    Introducci n al procesado de imagen

    Límites de saturación


    Introducci n al procesado de imagen

    Color RGB


    Introducci n al procesado de imagen

    • How to describe color? - We have several possibilities:

      1. Make a table of colors, e.g. Munsell color-order system.

      2. Assign names to colors, e.g. Light-Goldenrot-Yellow, Medium-Spring-Green, etc.

      3. Produce colors by some process: Artists speak about the following variations of pure pigments:

      • TINTS (means adding white),

      • SHADES (means adding black),

      • and TONES (means adding a combination of both).

        Consequently colored light has following quantities associated:

      • HUE (corresponding to pure pigment)

      • SATURATION (i.e. distance from gray of equal intensity)

      • LIGHTNESS (i.e. perceived intensity of a reflecting object)

      • or BRIGHTNESS (i.e. perceived intensity of light emitting object).


    Introducci n al procesado de imagen

    SISTEMA VISUAL HUMANO


    Introducci n al procesado de imagen

    TEMA 1 LUZ Y SISTEMA VISUAL HUMANO

    SISTEMA VISUAL HUMANO

    EL OJO


    Introducci n al procesado de imagen

    TEMA 1 LUZ Y SISTEMA VISUAL HUMANO


    Introducci n al procesado de imagen

    TEMA 1 LUZ Y SISTEMA VISUAL HUMANO

    • En la retina existen dos tipos de células fotosensibles:

      • Conos: Responsables de la visión del color (visión fotópica). Se cree que hay tres tipos de conos, sensibles al rojo, verde y azul respectivamente. Dada la forma de conexión de las terminaciones nerviosas que van al cerebro, son responsables de la definición espacial.

      • Bastoncitos: Se concentran en zonas alejadas de la fóvea. Responsables de la visión escotópica (visión a bajos niveles de intensidad). No son sensibles al color.


    Introducci n al procesado de imagen

    TEMA 1 LUZ Y SISTEMA VISUAL HUMANO


    Introducci n al procesado de imagen

    TEMA 1 LUZ Y SISTEMA VISUAL HUMANO

    SISTEMA DE VISIÓN HUMANA: DIAGRAMA DE BLOQUES

    LPF (Espacial)

    log

    BPF (Espacial)

    LPF (temp)

    Apertura finita del ojo

    Leyes de Weber

    Inhibición lateral (bandas de Match)

    Frecuencia de fusión y rendición de movimiento


    Introducci n al procesado de imagen

    TEMA 1 LUZ Y SISTEMA VISUAL HUMANO

    RESPUESTA DEL SISTEMA VISUAL HUMANO

    • Iluminación de la retina: Para una escena con un determinado brillo Y, existe una relación entre el brillo real de la imagen y la iluminación producida en la retina:

    • E = K · Y · Sp

    • La cantidad de luz que llega a la retina depende de de la apertura de la pupila, que a su vez depende del nivel de luz ambiente existente.

    • Agudeza visual: Es la capacidad de distinguir objetos muy pequeños. Para el experimento clásico de alternar líneas negras y blancas, la agudeza se define como:

    • V = 1 / α

    • donde α es el poder separador de alfa, es decir, el ángulo para el que el ojo comienza a distinguir las líneas blancas de las negras. El valor medio para el ojo humano es de α = 1 min.


    Introducci n al procesado de imagen

    TEMA 1 LUZ Y SISTEMA VISUAL HUMANO

    1.3.2- RESPUESTA DEL SISTEMA VISUAL HUMANO

    • Umbrales diferencia de luminancia. Sensibilidad al contraste: La respuesta del ojo a los cambios de intensidad de iluminación es no lineal.

      • Experimentos de Weber.

        • 1er experimento:

        • El momento en que la diferencia ΔI comienza a ser percibida depende de I. La tasa ΔI /I (fracción de Weber) es prácticamente constante (~ 0.02) para un alto rango de intensidades.


    Introducci n al procesado de imagen

    TEMA 1 LUZ Y SISTEMA VISUAL HUMANO

    1.3.2- RESPUESTA DEL SISTEMA VISUAL HUMANO

    • 2º experimento:

    • El rango es que la fracción de Weber permanece constante se reduce considerablemente. Sin embargo, la envolvente de las curvas es equivalente a la curva del primer experimento.


    Introducci n al procesado de imagen

    TEMA 1 LUZ Y SISTEMA VISUAL HUMANO


    Introducci n al procesado de imagen

    TEMA 1 LUZ Y SISTEMA VISUAL HUMANO


    Introducci n al procesado de imagen

    TEMA 1 LUZ Y SISTEMA VISUAL HUMANO

    1.3.2- RESPUESTA DEL SISTEMA VISUAL HUMANO

    • Umbral diferencia de crominancia. Fijamos un color C con una luminancia fija, y vamos variando su color, C + ΔC, hasta que percibamos un cambio de color. Si representamos en la carta cromática los umbrales de variación de cada color, obtenemos las elipses de Mac Adam: los umbrales no son iguales para todos los colores.


    Introducci n al procesado de imagen

    TEMA 1 LUZ Y SISTEMA VISUAL HUMANO


    Introducci n al procesado de imagen

    TEMA 1 LUZ Y SISTEMA VISUAL HUMANO


    Introducci n al procesado de imagen

    TEMA 1 LUZ Y SISTEMA VISUAL HUMANO

    1.3.2- RESPUESTA DEL SISTEMA VISUAL HUMANO

    • Flicker (parpadeo). Iluminamos una escena con destellos de luz con una frecuencia de N destellos por segundo. Si N es pequeño, los destellos se aprecian separados. Si aumenta la frecuencia, aparece un fenómeno denominado flicker o parpadeo, muy molesto. Si seguimos aumentando esta frecuencia (frecuencia crítica de flicker), se aprecia como luz continua. La frecuencia crítica de flicker depende de la intensidad, y va de 37 a 100 Hz.

    • En cine se suelen utilizar 24 imágenes por segundo (cada fotograma se repite dos veces), logrando una frecuencia de 48 fotogramas por segundo.

    • Sensación de movimiento. El número de imágenes que se deben presentar al espectador para que el movimiento aparezca de manera continua deber se mayor que 15. No confundir con el flicker.


    Introducci n al procesado de imagen

    TEMA 1 LUZ Y SISTEMA VISUAL HUMANO


    Introducci n al procesado de imagen

    TEMA 1 LUZ Y SISTEMA VISUAL HUMANO


    Introducci n al procesado de imagen

    TEMA 1 LUZ Y SISTEMA VISUAL HUMANO


    Introducci n al procesado de imagen

    TEMA 1 LUZ Y SISTEMA VISUAL HUMANO


    Introducci n al procesado de imagen

    TEMA 1 LUZ Y SISTEMA VISUAL HUMANO


    Introducci n al procesado de imagen

    TEMA 1 LUZ Y SISTEMA VISUAL HUMANO


  • Login