Combinación de imágenes y transformaciones de color (página 3)

Partes: 1, 2, 3

Combinación de imágenes.
Conclusiones:
Operaciones de combinación: a partir de dos o más imágenes obtener una nueva imagen.
La operación a aplicar depende de lo que queramos conseguir.
Operaciones booleanas: útiles para trabajar con máscaras de objetos.
Operaciones aritméticas: útiles en vídeo, modelos acumulados, detección de movimiento, transparencias difusas, etc.
En general, cualquier tipo de operación es posible, ya sean lineales o no lineales.

Transformaciones de color.
En los puntos anteriores la transformación era la misma para todos los canales (R, G y B).
Si es distinta, hablamos de transformación de color:
R(x, y).R:= f1(A(x,y).R, A(x,y).G, A(x,y).B)
R(x, y).G:= f2(A(x,y).R, A(x,y).G, A(x,y).B)
R(x, y).B:= f3(A(x,y).R, A(x,y).G, A(x,y).B)
Posibilidades:
Aplicar las mismas transformaciones que antes (suma, producto, ajuste de histograma, etc.), pero con distintos parámetros para cada canal.
Transformaciones basadas en modelos de color. Cambiar el modelo de color (RGB, HSV, HLS, XYZ, YUV, etc.) y aplicar la función en ese modelo.

Transformaciones de color.
Conversión color ? escala de grises
Conversión sencilla:
R(x, y):= (A(x,y).R + A(x,y).G + A(x,y).B)/3
Conversión precisa:
R(x, y):= 0.21A(x,y).R + 0.72A(x,y).G + 0.07A(x,y).B
Imagen de entrada
Grises (media)
Grises (precisa)
Pero, ¿de dónde salen esos pesos?

Transformaciones de color.
Transformación escala de grises ? escala de color
Idea: dada un imagen en gris, producir una imagen en escala de cierto color dado.
Sea A una imagen en grises y un color objetivo (vr, vg, vb). La escala se puede descomponer en dos partes:
(0,0,0)
(255,255,255)
(vr,vg,vb)
Transformación (obviamos (x,y)):
si A<128 entonces
R.R:= vr·A/128; R.G:= vg·A/128; R.B:= vb·A/128
sino
R.R:= vr+(255-vr)(A-128)/128; R.G:= vg+(255-vg)(A-128)/128
R.B:= vb+(255-vb)(A-128)/128
finsi
A
R

Transformaciones de color.
Ejemplo. Transformación a sepia.
¿Cómo conseguir que el punto intermedio sea un valor cualquiera (distinto de 128)?
Imagen de entrada
Escala de sepias
Escala de grises
Escala de (30,255,0)
Escala de (0,255,255)

Transformaciones de color.
Transformación de color falso
Es una transformación de la misma familia, cuyo objetivo es hacer más visibles las pequeñas variaciones del nivel de gris.
Se define una paleta de salida adecuada y una transformación de cada valor de gris en la paleta.
A
R= 255 ? 0 0 ? 255
G= ? 255 255 ? 0 0
B= 0 0 ? 255 255 ?

Transformaciones de color.
Ejemplo. Transformación de color falso.Las transformaciones de este tipo son comunes en imágenes médicas y de satélite.
En estas aplicaciones, la profundidad del canal puede ser fácilmente mayor que 1 byte. Al usar sólo 256 grises se pierde información.
Imagen de entrada
Imagen con color falso

Transformaciones de color.
Transformaciones de agregar color (colorear)
Idea: usar las operaciones de suma, resta y producto, pero con una constante distinta por cada canal.
R.R:= vr+A.R; R.G:= vg+A.G; R.B:= vb+A.B
R.R:= fr·A.R; R.G:= fg·A.G; R.B:= fb·A.B
(vr, vg, vb) y (fr, fg, fb) indican el tono de color que se da a la imagen.
Imagen de entrada
Sumar (-20, 8, 60)

Transformaciones de color.
Transformaciones de agregar color (colorear)
Imagen de entrada
Multipl. (1.4, 1.15, 1)
Multipl. (1.4, 0.9, 0.9)
Sumar (-10, 40, -10)

Transformaciones de color.
Estas transformaciones están relacionadas con el balance de blancos.
Las salidas de los fotodetectores de cada canal (R,G,B) deberían ser acordes a la apreciación subjetiva del color por parte del humano.
Esto implica multiplicar cada canal por un factor adecuado.
Cuestión: ¿qué imagen tiene los colores más realistas?
Ejemplos:
Priorizar rojos (medio): fr= 1.2, fg= 0.9, fb= 0.9
Priorizar verdes (mucho): fr= 0.8, fg= 1.6, fb= 0.8
Priorizar amarillos (poco): fr= 1.1, fg= 1.1, fb= 0.8

Transformaciones de color.
También es posible mezclar y cambiar los canales, con transformaciones como las siguientes.
Imagen de entrada
R.R= A.G
R.G= A.B
R.B= A.R
R.R= A.B
R.G= A.R
R.B= A.G
R.R= (A.R+A.B)/2
R.G= (A.G+A.R)/2
R.B= (A.G+A.B)/2

Transformaciones de color.
Finalmente, recordar que las operaciones de ajuste y ecualización del histograma se pueden aplicar conjuntamente (usando el histograma de gris) o por separado (usando el histograma de cada canal).
La diferencia es que mientras el primero mantiene los colores (cambia la intensidad) el segundo no los mantiene.
Imagen de entrada
Ajuste conjunto
Ajuste separado
Los colores parecen poco realistas

Transformaciones de color.
Conclusiones:
Las transformaciones globales se pueden realizar igual en todos los canales o con valores distintos.
En el primer caso, habrá un cambio en la intensidad. En el segundo, puede haber también un cambio de color.
Balance de blancos: compensar los canales para obtener los colores más realistas posibles.
Veremos más cuestiones relacionadas con el color cuando estudiemos espacios de color.