Цветовая константность

Информация о материале
Категория: Оппонентно-цветовое кодирование изображений
Опубликовано: 19.05.2023 18:54
Автор: Павел Варгин

Принимая гипотезу о деконволюции (восстановлении) свёрнутого изображения сетчатки глаза в некоторой зоне мозга и наличии здесь определённого цветового шаблона, можно предполагать возможность расслоения восстановленного изображения на цветовые компоненты. Эти компоненты могут быть субдискретизованы интерполяцией, как показано на рисунке 18 в. Величиной сигналов этих компонент можно управлять по отдельности. Простые сигналы управления можно получить с периферии сетчатки глаза. Их простота обусловлена тем, что периферия сетчатки освещена равномерно, благодаря особенности оптической схемы глаза, открытой А. Л. Ярбусом [9]. Сигналы всего трёх колбочек различных видов: L, M, и S, расположенных на периферии сетчатки, могут дать три сигнала об уровне адаптации этих колбочек к средней освещённости сетчатки глаза. На рисунке 22 приведены характеристики реакции зрительной системы на свет при дневном освещении, полученные по данным [17], в логарифмическом масштабе как по яркостной горизонтальной оси, так и вертикальной оси реакции. В таком представлении хорошо видны большие линейные участки как динамических (при различных уровнях адаптации), так и статической (уровня адаптации) характеристик при их монотонном возрастании. Заметим, что ранее в тексте статьи мы не упоминали о логарифмическом характере биологических реакций в соответствии с законами Вебера – Фехнера и Стивенса, поскольку это не влияет на принцип моделирования описываемых процессов.

Рисунок 22 – Характеристики реакции зрительной системы на свет при дневном (колбочковом) зрении: D(L,10–1) – D(L,107) – динамические, при различных уровнях адаптации: темновой – Dd(L); статическая – Sa(L); уровней белого и чёрного – Sw(L) и Sb(L), соответственно

Способ управления цветовыми компонентами поясним на простом примере. Если статический сигнал периферийной L колбочки превышает остальные, то все сигналы красной компоненты следует пропорционально уменьшить, уравнивая их со средними сигналами остальных компонент. Такое управление приведет к тому, что изменение спектра освещения всего того, что попадает в поле зрения, не будет ощущаться человеком. Дневное освещение и освещение лампами накаливания (более красное) не будет вносить сильного изменения в ощущение цветности объектов наблюдения. Будет соблюдаться цветовая константность. В технике подобная операция называется автомати­ческим балансом белого. Усреднение возможно и суммированием значений элементов компонентов, но такая операция более затратна энергетически и топологически по сравнению с оптическим усреднением. Оптическое усреднение приводит к тому, что значение граничных элементов сетчаточного изображения становится одинаковым и для деконволюции сигнального изображения нет необходимости в передаче каждого граничного элемента, что дополнительно снижает среднюю мощность передаваемых сигналов изображения.