СВЕТ и ЦВЕТ

Разложение белого цвета

Восприятие цвета
380 - 470нм фиолетовый и синий
470 - 500нм сине - зеленый
500 - 560нм зеленый
560 - 590нм желто-оранжевый
590 - 760нм красный
Чувствительность глаза к синему цвету существенно ниже, чем к зеленому и красному

Классификация изображений
по цвету
Монохромное изображение. 1 бит/пиксел, 2 цвета.
Черно-белое в градациях серого. N бит/пиксел, 2N оттенков серого.
Полутоновое изображение. 1 бит/пиксел, 2 цвета. Для имитации оттенков серого используются попеременно черные и белые пикселы.
Цветное изображение. N бит/пиксел, 2N цветов.

Излучаемый и отраженный свет
Излучаемый свет – Солнце, лампочка, монитор
Отраженный свет – Луна, бумага, любые объекты

Модели смешения цветов. RGB
RGB – аддитивная модель, используется на излучающих устройствах
Сумма первичных компонентов дает белый цвет

Цветовой куб

CMYK – Cyan Magenta Yellow blacK
CMYK – субтрактивная модель, используется при печати. Голубая краска поглощает красный цвет, пурпурная – зеленый, желтая – синий.
Одновременное использование компонентов дает черный цвет

HSI – Hue Saturation Intensity
метод описания цвета независимо от схемы смешения.
Hue – цвет; Saturation – насыщенность;
Intensity – интенсивность.
Цветовой тон (ЦТ) -- ассоциируется в человеческом сознании с обусловленностью окраски предмета определенным типом пигмента, краски, красителя. Насыщенность характеризует степень, силу, уровень выражения ЦТ. Этот атрибут в человеческом сознании связан с количеством (концентрацией) краски. Светлота характеризует «разбавленность» ЦТ белым цветом.

HSI
Цветовой тон (H) измеряется углом вокруг вертикальной оси (красному, зеленому и синему цветам соответствует H = 0, 120 и 240 градусов.
Насыщенность (S) определяется расстоянием от оси. На вертикальной оси находятся ахроматические, серые цвета.
Интенсивность (I) вдоль оси возрастает от 0 в вершине конуса до 1 на основании, где она максимальна для всех цветов.

Проекция цветового куба

YUV – Яркость-Цвет
Глаз прежде всего воспринимает яркость пиксела для получения информации об изображении, и в значительно меньшей мере – цветность. Выделение яркости в отдельную компоненту позволяет получать большое преимущество при сжатии изображений.
Модель YUV используется в стандарте JPEG
Цветовая модель YUV используется в коммерческом цветном телевидении США, совместима с черно-белым телевидением

Преобразование между схемами
YUV - RGB
Y = 0.299 R + 0.587G + 0.114 B
U = 0.596 R - 0.275 G - 0.321 B
V = 0.212 R - 0.528 G + 0.311 B
R = 1.000 Y + 0.956 U + 0.621 V
G = 1.000 Y – 0.272 U – 0.647 V
B = 1.000 Y – 1.106 U + 1.703 V

Преобразование между схемами
RGB – CMYK
RGB → CMY CMY → CMYK
C=255-R K = min (C,M,Y)
M=255-G C = C – K
Y=255-B M = M – K
Y = Y – K

Разделение цветов
Исходное изображение

Разделение цветов в системе RGB
RED
GREEN
BLUE

Разделение цветов в системе HSI
HUE
INTENSITY
SATURATION

Цветовые плоскости изображения
Direct color
224 = 28 + 28 + 28 = 16.7M

Палитры

Перенос палитры
Цель: придать целевому изображению колорит некоторого другого изображения так, чтобы целевое изображение выглядело естественным и сохранило свои особенности (композицию, контрастность, светотень)
Целевое изображение
Изображение – источник цвета
Полученное изображение

Алгоритм цветокоррекции
Вычисляются математическое ожидание E и дисперсия цвета D на обоих изображениях для каждого цветового канала:
где С - данный цветовой канал j-го пиксела в заданном цветовом пространстве;
n - количество пикселов данного изображения;
E - математическое ожидание;
D - дисперсия;
{s, t} - изображение-источник цвета и целевое изображение.
Затем к каждому каналу целевого изображения применяется следующее преобразование:

Согласование цветов