domingo, 29 de diciembre de 2013

Visión del color

La constancia del color es un ejemplo de la constancia subjetiva y una característica del sistema de la percepción humana (SVH) del color que asegura que el color percibido de los objetos se mantiene relativamente constante bajo diferentes condiciones de iluminación. Una manzana verde, por ejemplo, se ve verde para nosotros al mediodía, cuando la iluminación principal es la luz blanca del sol, y al atardecer, cuando la iluminación principal es de color rojo. Esto nos ayuda a identificar los objetos.

La visión del color
La visión del color es un proceso mediante el cual los organismos y las máquinas son capaces de distinguir objetos en función de las diferentes longitudes de onda de la luz reflejada, transmitida o emitida por ese objeto. En los seres humanos la luz es recibida por el ojo, donde dos tipos de fotorreceptores, conos y bastones, envían señales a la corteza visual que a su vez procesa esas sensaciones en una percepción subjetiva del color. La constancia del color es un proceso que permite al cerebro reconocer un objeto conocido como un color consistente sin importar la cantidad de luz que se refleja de la misma en un momento dado.

Bases fisiológicas
Se cree que la base fisiológica para la constancia del color involucra neuronas especializadas en la corteza visual primaria que calculan coeficientes locales de actividad del cono, que es el mismo que el algoritmo de cálculo Retinex de Land utiliza para lograr la constancia del color. Estas células especializadas llamadas células doble oponente porque calculan tanto opponency color y opponency espacial. Células doble oponente se describieron por primera vez por Nigel Daw en la retina de peces de colores. Hubo un considerable debate acerca de la existencia de estas células en el sistema visual de los primates; su existencia finalmente fue probada usando la asignación de campos receptivos inversa correlación y estímulos especiales que se activan selectivamente clases cono individuales a la vez, los llamados estímulos "cono de aislamiento".
La constancia del color sólo funciona si la iluminación incidente contiene una gama de longitudes de onda. Los diferentes conos de los ojos registran diferentes rangos de longitudes de onda de la luz reflejada por cada objeto en la escena. A partir de esta información, el sistema visual intenta determinar la composición aproximada de la luz de iluminación. Esta iluminación se descuenta a continuación con el fin de obtener el "color verdadero" del objeto o de la reflexión: las longitudes de onda de la luz reflejada por el objeto. Esta reflexión se determina en gran medida el color percibido.

Teoría Retinex
El efecto fue descrito en 1971 por Edwin H. Land, quien formuló la "teoría retinex" para explicarlo. La palabra "retinex" es un acrónimo formado a partir de "retina" y "corteza", lo que sugiere que tanto el ojo y el cerebro están involucradas en el procesamiento.

El efecto se puede demostrar experimentalmente de la siguiente manera. Una pantalla a la que un "Mondrian" que consiste en numerosas manchas de color se muestra a una persona. La pantalla está iluminada por tres luces blancas, uno proyecta a través de un filtro rojo, uno proyecta a través de un filtro verde, y uno proyectado a través de un filtro azul. La persona se le pide que ajuste la intensidad de las luces para que un parche especial en la pantalla aparece en blanco. El experimentador se mide la intensidad de rojo, verde y azul se refleja de esta mancha blanca de apariencia. A continuación, el experimentador pide a la persona a identificar el color de un parche vecino, que, por ejemplo, aparece en verde. Entonces el experimentador ajusta las luces para que las intensidades de rojo, azul y verde claro se refleja en la mancha verde son los mismos que se midieron al principio de la mancha blanca. La persona muestra constancia de color en que la mancha verde sigue apareciendo verde, la mancha blanca sigue apareciendo blanco, y todos los parches restantes continuarán teniendo sus colores originales.

La constancia del color es una característica deseable de la visión por ordenador, y muchos algoritmos han sido desarrollados para este propósito. Estos incluyen varios algoritmos Retinex. Estos algoritmos reciben como entrada los valores de rojo/verde/azul de cada píxel de la imagen y el intento de estimar las reflectancias de cada punto. Un algoritmo de este tipo funciona como sigue: el valor rmax rojo máxima de todos los píxeles se determina, y también el valor gmax verde máxima y el valor máximo Bmax azul. Suponiendo que la escena contiene objetos que reflejan toda la luz roja, y los objetos que reflejan toda la luz verde y aún otros que reflejan toda la luz azul, se puede entonces deducir que la fuente de luz que ilumina es descrito por. Para cada píxel con los valores de su reflectancia se estima como. El algoritmo retinex original propuesto por Land y McCann utiliza una versión traducida de este principio.


Aunque los modelos Retinex siguen siendo ampliamente utilizados en la visión por computador, que han demostrado no para modelar con precisión la percepción humana del color.