Кіріспе
Түс кеңістігі
RGB хроматикалық кеңістігі, нормаланған RGB кеңістігінің екі өлшемі, – бұл хроматикалық кеңістік, екі өлшемді түс кеңістігі, онда интенсивтілік туралы ақпарат жоқ. RGB түс кеңістігінде пиксел қызыл, жасыл және көк негізгі түстердің қарқындылығымен анықталады. Сондықтан, ашық қызыл (R,G,B) (255,0,0) түрінде көрсетілуі мүмкін, ал қою қызыл (40,0,0) болуы мүмкін. Нормаланған RGB кеңістігінде немесе RG кеңістігінде түс әр түстің қарқындылығымен емес, қызыл, жасыл және көк түстердің үлесімен көрсетіледі. Бұл үлестердің қосындысы әрқашан 1-ге тең болғандықтан, түстің қызыл және жасыл үлесін ғана көрсетуге болады және қажет болған жағдайда көк түстің мәнін есептеуге болады.
is a chromaticity space, a two dimensional color space in which there is no intensity information. In the RGB color space a pixel is identified by the intensity of red, green, and blue primary colors. Therefore, a bright red can be represented as (R,G,B) (255,0,0), while a dark red may be (40,0,0). In the normalized RGB space or RG space, a color is represented by the proportion of red, green, and blue in the color, rather than by the intensity of each. Since these proportions must always add up to a total of 1, we are able to quote just the red and green proportions of the color, and can calculate the blue value if necessary.
Мотивация
Компьютерлік көру алгоритмдері әртүрлі бейнелеу жағдайларына бейім. Компьютерлік көрудің сенімдірек алгоритмдерін жасау үшін (шамамен) түс өзгермейтін түс кеңістігін пайдалану маңызды. Түс өзгермейтін түс кеңістіктері кескіндегі бұзылыстарға төзімді болады. Компьютерлік көрудегі жиі кездесетін мәселе – бірнеше сурет арасында және тіпті бір сурет ішінде жарық көзінің (түсі мен қарқындылығы) өзгеруі. rg түс кеңістігі осы қажеттіліктен туындайды. Мысалы, егер бір көрініс прожектормен жарықтандырылса, белгілі бір түстің нысаны көрініс бойынша қозғалғанда көзге көрінетін түсі өзгереді. RGB суретінде нысанды іздеу үшін түс қолданылса, бұл қиындықтар тудыруы мүмкін. Жарықтық компонентін жою түсті өзгермейтін қалпында ұстауға көмектеседі.
Практика
Іс жүзінде компьютерлік көру гамма түзетілген RGB-дан тікелей алынған, әдетте sRGB болатын "дұрыс емес" rg түстік кеңістігін пайдаланады. Осының салдарынан, жарықтың толық жойылуына қол жеткізілмейді және 3D нысандардың шеттері әлі де көрінеді.
rg түстер кеңістігі
r, g және b хроматикалық координаттары – бір тристимулдың, барлық үш тристимулдың қосындысына қатынасы. Бейтарап нысан қызыл, жасыл және көк стимулдардың тең мәнін білдіреді. rg-де люминанс ақпаратының болмауы, барлық үш координатасы бірдей мәнге ие 1-ден артық бейтарап нүкте болуына мүмкіндік бермейді. rg хроматикалық диаграммасының ақ нүктесі (1/3, 1/3) нүктесімен анықталады. Ақ нүктеде үштен бір бөлігі қызыл, үштен бір бөлігі жасыл және соңғы үштен бір бөлігі көк болады. rg хроматикалық диаграммасында r және g-нің барлық мәндері оң болатын бірінші квадрант тікбұрышты үшбұрыз құрайды. r-дің максималды мәні x осінде 1 бірлікке, ал g-нің максималды мәні y осінде 1 бірлікке тең. r-дің максималды мәнінен (1,0) g-нің максималды мәніне (0,1) дейінгі сызық, теріс 1 еңісі бар түзу сызықтан тұрады. Осы сызыққа түсетін кез келген үлгіде көк түс жоқ. r-дің максималды мәнінен g-нің максималды мәніне дейін сызық бойынша жылжу, үлгідегі қызыл түстің азаюын және жасыл түстің артуын көрсетеді, көк түс өзгеріссіз қалады. Үлгі осы сызықтан қаншалықты алыс жылса, сәйкестендіруге тырысылатын үлгідегі көк түс соншалықты көп болады.
CIE RGB
RGB – түстерді араластыру жүйесі. Түсті сәйкестендіру функциясы анықталғаннан кейін тристимулдық мәндерді оңай анықтауға болады. Нәтижелерді салыстыру үшін стандарттау қажет болғандықтан, CIE түсті сәйкестендіру функциясын анықтау үшін стандарттар әзірледі. Нақтылау стимулдары R, G, B бір түсті жарықтар болуы керек, сәйкесінше толқын ұзындығымен. Негізгі стимул – тең энергия спектріндегі ақ түс. Ақ нүктеге сәйкес келу үшін 1.000:4.5907:0.0601 (RGB) арақатынасы қажет. Сондықтан, 1.000 + 4.5907 + 0.0601 = 5.6508 лм эквивалентті энергиясы бар ақ түсті R, G және B араластыру арқылы сәйкестендіруге болады. Гилд пен Райт RGB түсті сәйкестендіру функцияларын анықтау үшін 17 қатысушыны пайдаланды. RGB түсті сәйкестендіру rg хроматикасының негізі болып табылады. RGB түсті сәйкестендіру функциялары спектр үшін тристимулдық RGB мәндерін анықтау үшін қолданылады. RGB тристимулдық мәндерін нормализациялау тристимулдықты rgb-ға түрлендіреді. Нормализацияланған RGB тристимулдық мәндерін rg хроматикалық диаграммасында көрсетуге болады. Төменде түсті сәйкестендіру функциясының мысалы келтірілген. Кез келген монохроматты жарық. Кез келген монохроматты жарықты нақтылау стимулдарын қосу арқылы сәйкестендіруге болады. Сындық жарық мөлшері артық болғандықтан, бұл нақтылау стимулдарын есепке алу үшін нысанаға қосылып, қанықтықты азайтады. Осылайша, бұл мән теріс болады. және оны үш өлшемді кеңістікте вектор ретінде анықтауға болады. Бұл үш өлшемді кеңістік түс кеңістігі деп аталады. Кез келген түс белгілі бір мөлшерде және теріс мәнде сәйкес келеді. Бұл белгілі бір толқын ұзындығында теріс болатын түсті сәйкестендіру функцияларын қажет етеді. Бұл түс сәйкестендіру функциясының неге теріс тристимулдық мәндерге ие екеніне дәлел.
The negative calls for color matching functions that are negative at certain wavelengths. This is evidence of why the color matching function appears to have negative tristimulus values.
rg түсті диаграммасы
Бүйірдегі сурет - рг-хроматикалық диаграмма. rg-нің тең болып, 1/3 мәніне ие ақ нүкте ретінде анықталатын E-нің маңыздылығын атап өту қажет. Содан кейін (0,1) координатасынан (1,0) координатасына дейінгі түзу сызықты қараңыз, ол y = x + 1 теңдеуімен сипатталады. x (қызыл) координатасы артқан сайын, y (жасыл) координатасы да сол мөлшерде кемиді. Сызықтағы кез келген нүкте рг-нің шегін көрсетеді және оны b координатасымен байланысы жоқ нүкте арқылы анықтауға болады, ол r және g координаталарының бір комбинациясынан құралады. Түзу сызықты E-ге қарай жылжыту r және g координаталарының кемуін, ал b координатасының өсуін білдіреді. Компьютерлік көру және цифрлық бейнелеуде тек бірінші квадрант қолданылады, себебі компьютер теріс RGB мәндерін көрсетуге қабілетсіз. Көптеген дисплейлерде RGB диапазоны 0-ден 255-ке дейін болады. Бірақ нақты стимулдарды қолданып түстерді сәйкестендіруге тырысқанда, Грасман заңдарына сәйкес, барлық мүмкін түстерді сәйкестендіру үшін теріс мәндер қажет. Сондықтан рг-хроматикалық диаграммасы теріс r бағытында кеңейтілген.
xyY түрлендіру түстер жүйесі
Теріс түс координаттарын болдырмау үшін rg-ден xy-ге көшуге тура келді. Rg кеңістігінде теріс координаттар қолданылады, себебі спектрлік үлгіге сәйкестік табу үшін үлгіге қосымша стимул қосу арқылы жасалуы мүмкін. Түс сәйкестендіру функциялары r, g және b белгілі бір толқын ұзындықтарында теріс мәнге ие, бұл кез келген монохроматикалық үлгіге сәйкестік табуға мүмкіндік береді. Осы себепті rg хроматикалық диаграммасында спектрлік локус теріс r бағытына және өте аз ғана теріс g бағытына қарай кеңейеді. Ал xy хроматикалық диаграммасында спектрлік локус x және y-тің барлық оң мәндерімен құралады.