מבצעים: דרור רייף ומשה משעלי מנחה: אלון ספירה סמסטר אביב תשנ”ט

1. הטכניון - מכוןטכנולוגילישראל הפקולטהלהנדסתחשמל המעבדהלעיבודאותותותמונות מצגת פרויקט בנושא אינטרפולציה בתמונות צבע אינטרפולציה בתמונות צבע מבצעים: דרור רייף ומשה משעלי מנחה: אלון ספירה סמסטר אביב תשנ”ט

2. תוכן • מטרות הפרויקט • מערכת הראיה האנושית • מרחבי צבע • חקירת סביבת העבודה + מסקנות. • תופעות מיוחדות באינטרפולציה בתמונות צבע • תוצאות ומסקנות. • חקירת אלגוריתמים מיוחדים לצבע • תוצאות ומסקנות. אינטרפולציה בתמונות צבע

3. מטרות הפרויקט • לימוד נושא הצבע במערכת הראיה האנושית. • חקירה של סביבת העבודה. • חקירת תופעות יחודיות לתמונות צבע לאחר אינטרפולציה. • בדיקת אינטרפולציות מיוחדות לצבע. אינטרפולציה בתמונות צבע

4. nm מבנה מערכת הראיה האנושית • 3 קולטנים לראית יום (Photopic), קולטן לראית לילה(Scotopic) . • מרחב הצבע מיוצג ע"י מרחב תלת-ממדי. • הענות מנורמלת של העין לקולטנים השונים: אינטרפולציה בתמונות צבע

5. מרחבי צבע שבהם השתמשנו • RGB– נועד לתצוגה על המסך משתמש בשלשת צבעיהיסוד. • Y’CbCr – יצוג "קומפקטי" לצבע, בד"כ לצורך דחיסה. • Lab – התאמה בין התוצאות הכמותיות לתחושות הויזואליות. • מרחב אורתוגונלי (עפ"י המאמר של פרופ' זאבי) – הפרדה לרכיבים אורתוגונליים לפי מודל ה- HVS. אינטרפולציה בתמונות צבע

6. 100 * 2 = 200 125 250 * 2 = תכונות מרחבי צבע • לינאריות- הגודל הפיסיקלי Y לינארי בערכי הרכיבים.- תחושת התפישה הויזואלית Y’ לינארית בערכי הרכיבים. • RGB, כפי שנקלט במצלמה הדיגיטלית – לינארי פיסיקלית. • Y’CbCr, Lab– לינאריים בבהיקות. אינטרפולציה בתמונות צבע

7. G+10 R+10 100 B+10 תכונות מרחבי צבע • אחידותשינוי קטן בקורדינטות נותן את אותו שינוי תחושתי ללא קשר לקורדינטות ההתחלתיות ולכיוון השינוי. • Lab – אחיד עד כדי 1:6. • RGB – התחושה הויזואלית שונה עד כדי 1:80. אינטרפולציה בתמונות צבע

8. חקירת סביבתהעבודה • מסלול התמונה: • קלט (מקור התמונה). • מניפולציות בתוכנה, פונקציה ספריה כ"קופסה שחורה". • חומרה – לא קיים צבע במסך. • דוגמאות: • Gamma correction – במספר מקומות. • Dithering אינטרפולציה בתמונות צבע

9. Dithering תופעת ה כלי תוכנה רבים (Matlabואחרים)משתמשים בטכניקת ה-Dithering על מנת להציג צבעים. זאת אומרת הוספת רזולציה של צבע על חשבון רזולציה מרחבית, תכונה זו גוררת אופי “גרעיני” לתמונה המוגדלת. אינטרפולציה בתמונות צבע

10. מסקנות על סביבת העבודה • פעולת ה- Dithering אינה פוגעת בתמונה. • דרך העבודה הרצויה היא חישובים ב-MATLAB צפייה ב-XV. • כאשר עוסקים בניתוח תמונות חשוב להבין את צורת ההצגה שלהן (למשל האם משתמשים במסך 24bit). • דרושה חקירה מעמיקה יותר בתחומים: • חומרה • מערכת ההפעלה • והתוכנות איתם עובדים. אינטרפולציה בתמונות צבע

11. חקירת תופעות יחודיות לתמונות צבע לאחר אינטרפולציה מה קיים ? אלגוריתמים מקובלים בשחור לבן מה חוקרים ? האם לאחר הפעלה של האלגוריתמים המקובלים נקבל "ארטיפקטים" מיוחדים בצבע. אינטרפולציה בתמונות צבע

12. מהי אינטרפולציה ? כללית: יצוג כמות מידע נתונה ברזולוציה גבוהה יותר. בתמונות: הגדלת תמונת מקור בפקטור מסוים. המטרה: שמירה על “אופי” התמונה המקורית. אינטרפולציה בתמונות צבע

13. אינטרפולציות שונות Pixel Block • Nearest Neighbor אינטרפולציה בתמונות צבע

14. פעולת האינטרפולציה הלינארית גורמת בעיקרלטשטוש ה”שפות”הקיימות בתמונה. אינטרפולציות שונות • Linear • Higher-Order interpolations. אינטרפולציה בתמונות צבע

15. Nearest נקודות שלא ראו קודם ועכשיו כן נקודות שראו קודם אבל עכשיו מודגש יותר העין רגישה לנקודות צבע על רקע אחיד תוצאות אינטרפולציה בתמונות צבע

16. השוואה מול שחור לבן אינטרפולציה בתמונות צבע

17. אינטרפולצית Nearest גוון צבע חריג בתמונת המקור מקבל הדגשה "לא רצויה" תוצאות אינטרפולציה בתמונות צבע

18. Linear תוצאות לא נתגלו תוצאות מיוחדות באינטרפולציה לינארית או במרחבי צבע שונים. אינטרפולציה בתמונות צבע

19. מסקנות על תופעות צבע מיוחדות • רוב תופעות הצבע שהתגלו נבעו בגלל פגמים בתמונת המקור. • האינטרפולציות לא גרמו לפגמים בתמונה, אלא הדגישו פגמים קיימים. אינטרפולציה בתמונות צבע

20. בדיקת אינטרפולציות מיוחדות לצבע הרעיון: בתמונות צבע המיצגת במרחב תלת-ממדי קיימת אינפורמציה נוספת בשלושת הרכיבים. המטרה: לנצל לחיוב את המידע הנוסף שבשלשת הרכיבים כדי להשיג אינטרפולציה טובה יותר מאשר בשחור-לבן. אינטרפולציה בתמונות צבע

21. אינטרפולציה "בחלקים" הרעיון: מבחינת שמירת שפות, אפשר להתיחס ל-nearest ול-linear כשתי אינטרפולציות עם תוצאות קיצוניות שיש לפשר ביניהם. אינטרפולציה בתמונות צבע

22. Nearest Neighbour לינארית לינארית אינטרפולציה ב”חלקים” אינטרפולציה בתמונות צבע

23. אינטרפולציה "בחלקים" הרעיון: מבחינת שמירת שפות, אפשר להתיחס ל-nearest ול-linear כשתי אינטרפולציות עם תוצאות קיצוניות שיש לפשר ביניהם. התוצאות: הירוק הוא הצבע הדומיננטי הקובע את אופי האינטרפולציה ב-RGB האדום משפיע על רעשים בתמונות עם גוון אדום. במרחב LAB האינטרפולציה על רכיב L קובעת את אופי התמונה הכללי. שימוש אפשרי:nearest צורך פחות כוח חישוב מ- linear -> אפשר לחסוך בחישובים. אינטרפולציה בתמונות צבע

24. רכיבים אורתוגונליים * 2 2A=2(X+Y) A=X+Y * 3 X 3B=3(X-Y) B=X-Y Y 2A+3B=5X-Y 2A-3B =-X+5Y A+B=2X A-B =2Y אינטרפולציה כרומטית-מרחבית • בד"כ קיימת קורלציה בין רכיבי הצבע. • על מנת למנוע עיוותים במהלך ביצוע פעולות שונות על כל רכיב, יש להפריד ראשית בין מרכיבי הצבע השונים. אינטרפולציה בתמונות צבע

25. KLT R Vl K1 K2 Vm G K3 Vs B Signal Processing Calculation Of אינטרפולציה כרומטית-מרחבית אינטרפולציה בתמונות צבע

26. תוצאות (Linear) מרחב RGB לאחר הפרדת קורלציה

27. a y d b c אינטרפולצית Vector Rational Filters • ניתן להרחיב כל אינטרפולציה סקלרית לתמונות צבע ע"י הפעלה בנפרד לכל אחד ממרכיבי הצבע. • אינטרפולציה זו משתמשת ביצוג וקטורי של הצבע. אינטרפולציה בתמונות צבע

28. VRF - scalar VRF - scalar VRF - vector VRF - vector אינטרפולצית Vector Rational Filters

29. מסקנות • במרחבי הצבע RGB ו- LAB קיים רכיב דומיננטי. • לא נראה יתרון לעיבוד תמונות במרחב עם רכיבים אורתוגונלים. • יש מקום לחקור אינטרפולציות המבוססת במיוחד על צבע. אינטרפולציה בתמונות צבע

30. שאלות ותשובותQ & A אינטרפולציה בתמונות צבע