INVARIANTI COLORIMETRICI

INVARIANTI COLORIMETRICIVIZIUNE ARTIFICIALA

Indrumator: dr.prof.ing. Moga DanielMasteranzi:Manea Bogdan IulianCAP an II

INTRODUCERE

Culoarea ofera informatii puternice pentru recunoasterea obiectelor. Un sistem simplu si eficient de recunoastere este de a reprezenta si potrivi imaginile pe baza histogramelor de culori cum a fost propus de Swain si Ballard. Dezavantajul este ca atunci cnd circumstantele de iluminare nu sunt egale, precizia de recunoastere a obiectului degradeaza semnificativ. Pentru a face metoda de iluminare independenta de indexare pe invarianta iluminatiei, descriptorii de suprafata ( raporturile de culoare ) calculati de la puncte invecinate . Cu toate acestea, se presupune ca punctele vecine au aceeasi suprafata normala. Prin urmare, derivati de iluminare descriptori invarianti de suprafata sunt negativ afectati de schimbari rapide in orientarea suprafatei obiectului ( adicageometriaobiectului ) . Healey, Slater, Finlayson si Colab utilizeaza iluminarea invarianta fata de momentele de distributii de culori pentru recunoasterea obiectelor. Aceste metode sunt sensibile la obiectele de ocluzie si aglomerate ca momente, sunt definite ca o proprietate integrala pe un singur obiect . In metodele globale, in general, piesele astupate vor deranja recunoastere. Slater si Healey ocolesc aceasta problema prin calculul caracteristicilor de culoare de la mici regiuni din obiect in loc de intregul obiect . Se poate spune c schema urmtoare conine modul ideal n care oamenii i propun s foloseasc calculatorul. Cnd omul este pus n situaia obositoare de a lua n mod repetat aceleai decizii "de rutin", ideal este ca el s fie nlocuit de un calculator, cu softul su adecvat.

n domeniul prelucrrii digitale a imaginilor (DIP), n care exist multe operaii "de uzur" ce nu implic un grad nalt de rspundere, aceast nlocuire este unul dintre cele mai importante obiective i se studiaz mai ales atunci cnd se vorbete despre Problema recunoaterii obiectelor i clasificrii automate a imaginilor (pattern recognition and classification).Din observaiile de mai sus, alegerea modelului de culoare pentru utilizare nu depinde numai de robusteea lor mpotriva diferitelor surse de iluminare (de exemplu, mai multe surse de lumin cu diferite distribuii de putere spectrala), ci i de robusteea lor mpotriva modificrilor de orientare a suprafeei obiectului (adic geometria obiect), i pe robusteea lor mpotriva ocluziei si aglomerarii obiectului. n plus, modelele de culori trebuie s fie concise, discriminatorii i robuste la zgomot. Prin urmare, n aceast lucrare, scopul nostru este de a analiza i evalua diverse modele de culoare pentru a fi utilizate n scopul recunoaterii obiectelor multicolore n conformitate cu urmtoarele criterii:

rezistena la o schimbare n direcia de vizionare;robusteea la o schimbare n geometria obiectului;robusteea la o schimbare a direciei de iluminare;robusteea la o schimbare n intensitatea iluminrii;robusteea la o schimbare n distribuia spectral (SPD) a iluminrii.

Urmatorul aspect este definirea modelelor de culoare care au: putere discriminativ mare; robusteea de a se opune ocluziei i aglomerarii; robustee la zgomot n imagini.

REFLEXIA CU ILUMINARE COLORATA

Consideram termenul de reflexie al modelului de reflexie dicromatic :

pentru , iar unde ne da raspunsul senzorului la rosu, verde albastru a unei suprafete mate infinitezimale, sub o putere spectrala necunoscuta a sursei de iluminare. Sa presupunem ca sensibilitatea, senzorului camerei, este intro banda restransa si raspunsurile spectrale pot fi aproximate prin functii delta de forma atunci raspunsul senzorului este de forma . Se poate observa faptul ca toate marimile de culoare de modifica odata cu modificarea intensitatii de iluminare, astfel se propune o noua constanta de culoare.

Metodele curente de constanta a culorii necesita informatii apriorice despre cadrul care se studiaza (amplasarea, spectrul de lumina), ceea ce nu este convenabil in situatiile practice. Pentru a preveni aceste probleme Funt si Finlayson propun raporturi simple, eficace si independente de iluminare ale culorii. Totusi se presupune ca punctele vecine care sunt prelucrate, au aceeasi normala de suprafata, ceea ce implica faptul ca recunoasterea imaginii este puternic afectata de orientarea in spatiu. Astfel se propune a alta constanta de culoare independenta de reflexia iluminarii si geometria obiectelor din imagine. , Ecuatia de mai sus reprezinta raportul dintre dintre 2 pixeli de culoare alaturati unde iar reprezinta locatia pixelilor repectivi. Daca presupunem ca culoarea iluminarii este constanta intre 2 locatii de pixeli care sunt prelucrati, atunci raportul culorii este independent de intensitatea si culoarea iluminarii, unghiul de privire, geometria obiectului si unghiul de iluminare. De retinut faptul ca raportul de culoare nu necesita informatii apriorice cu privire la scena observata, deoarece modelul de culoare este un descriptor invariant al suprafetei bazat pe raportul de reflexie al suprafetei. Totusi intensitatea si puterea spectrala a distributiei luminii este acceptata sa varieze si o anumitate cantitate a ocluziei si aglomerarii este tolerata datorita prelucrarii locale a raportului de culoare.Tot de retinut este si faptul ca raportul culorii este insensibil in schimbarea suprafetei de orientare, directia de iluminare, si intensitatea pe obiectele mate sub incidenta luminii albe.Avand cele 2 componente de culoare a 2 locatii , raportul culorii obtinut dintr-o imagine RGB-color se exprima sub forma:

Prin urmarea raportul culorii poate fi vazut ca difenta intre 2 locatii de pixeli vecine. Pentru pixelii dintr-o regiune uniform colorata, in teorie, toate cele 3 componente vor fi zero , iar cel putin 1 din cele 3 va fi diferita de zero pentru pixelii aflati la granita dintre 2 regiuni diferite.

Fig1. Privire de ansamblu asupra diferitelor modele de culoare si invarianta lor la diferite conditii de formare a imaginii. + denota invarianta si denota sensibilitatea modelului de culoare

4. CONCLUZII

Presupunand reflexia dicromatica, iluminarea alba, culoarea rgb normalizata, saturatia S, nuanta H si modelele de culoare , si toate sunt invariante la unghiul de observare, geometria si iluminarea obiectului. In plus nunta H si sunt totodata invariante la trasaturi, este independent tipul iluminarii si inter-reflexii. (obiecte care primesc lumina reflectata de la alte obiecte).Astfel RGB este varianta pentru recunoasterea obiectelor colorate cand toate conditiile de imagine sunt controlate. Fara prezenta contururilor si fara constrangeri asupra iluminarii albe modelele , rgb normalizat sunt cele mai indicate. Cand imaginile sunt contaminate de asemenea cu contururi modelele , H sunt cea mai buna optiune. Iar daca nu exista nici o constrangere cea mai buna varianta este modelul .

Bibliografie:[1] M.J. Swain, D.H. Ballard, Color indexing, Int. J. Computer. Vision 7(1) (1991) 1132.

[2] B.V. Funt, G.D. Finlayson, Color constant color indexing, IEEE Trans. PAMI 17(5) (1995) 522529.

[3] www.wikipedia.org