Metode za automatsko podešavanje boje i svjetline slike Mentor: prof. dr. sc. Sven Lončarić Student: Nikola Banić Zagreb, 9. srpnja 2013. Sadržaj • Uvod • Boje • Postojanost boja • Algoritmi za podešavanje boja • Evaluacija algoritama za postojanost boja • Algoritmi za podešavanje svjetline • Evaluacija algoritama za podešavanje svjetline • Programska implementacija • Zaključak 2 Uvod • Boje su često promijenjene • Svjetlina često nije zadovoljavajuća • Automatsko podešavanje • Raznolika primjena 3 Uvod podešene boje podešene boje i svjetlina 4 Boje • Svjetlosni fenomen • Trikromatska teorija • Grassmanovi zakoni • Prostori: XYZ, Lab, RGB, HSV, YUV, CMYK... • Kromatičnost • Temperatura boje HSV koordinate boja x, y dijagram kromatičnosti 5 Postojanost boja • Procjena osvjetljenja • Kromatska adaptacija ista scena pod različitim osvjetljenjima 6 Procjena osvjetljenja • Formacija slike: • Boja izvora svjetlosti: 7 Kromatska adaptacija • Izvorna boja: [XI, YI, ZI]T • Odredišna boja: [XO, YO, ZO]T • Transformacija: M 8 Kromatska adaptacija • MA: prebacuje [X, Y, Z]T u [ρ, γ, β]T • Računa se omjer komponenti boje izvora svjetlosti • von Kries • Bradford • Sharp • CMCCAT2000 • CAT02 9 Kromatska adaptacija D65 D50 10 Algoritmi za podešavanje boja • Gray World • Vlastita metoda • Retinex • Mapiranje gamuta • Strojno učenje • Ostalo 11 Gray World 12 Gray World 13 Shades of Gray 14 Opći Gray World algoritam 15 Gradijenti Gray Edge 17 Weighted Gray Edge 18 Gray World 19 Retinex • Računa se svjetlina svakog piksela • Kroz svaki piksel se provuku staze 20 Random Sprays Retinex • Staze prelaze u sprejeve • N – broj sprejeva • n – veličina pojedinog spreja • Brža verzija Retinexa 21 Random Sprays Retinex Random Sprays Retinex I( ) Random Sprays Retinex I( ) Random Sprays Retinex I( ) I( )= max I( ) Random Sprays Retinex 1 I( )= Σ N N i=1 I( ) max I( i) Random Sprays Retinex originalna slika RSR s parametrima N=1, n=4 27 Random Sprays Retinex RSR s parametrima N=5, n=20 RSR s parametrima N=20, n=400 28 Ubrzanje i popravljanje RSR-a? rezultat RSR-a s malim vrijednostima parametara N i n primjena filtra usrednjavanja na prethodnu sliku 29 Prelazak u drugo područje ____________________________ = 30 Prelazak u drugo područje procjena osvjetljenja piksela usrednjena procjena osvjetljenja 31 Vlastita metoda ____________________________ = 32 Vlastita metoda ____________________________ = 33 37 = Vlastita metoda • Rezultat je vrlo sličan rezultatu RSR-a • Mnogo brže od RSR-a • Računanje procjene osvjetljenja samo za neke točke i interpolacija • Moguće je računati i globalnu procjenu osvjetljenja za cijelu sliku • Light Random Sprays Retinex (Color Badger i Color Sparrow) • Parametri: N, n, veličina jezgre ulaza, veličina jezgre osvjetljenja, r, c 47 Evaluacija algoritama za podešavanje boja • Mjera pogreške: kut između vektora stvarne boje izvora svjetlosti i procijenejne boje izvora svjetlosti • Korištenje slika s poznatim izvorima svjetlosti • Baze slika: Greyball, ColorChecker YACCDB, YACCDB2... 48 Greyball 49 ColorChecker 50 Odabir parametara vlastite metode 51 Rezultati – ColorChecker (linearni RGB) Metoda Srednja vrijednost (o) Medijan (o) Trimean (o) Max (o) Ništa 13.7 13.6 13.5 27.4 Gray World 6.4 6.3 6.3 24.8 SDWGW 5.4 4.9 4.9 22.9 Shades of Gray 4.9 4.0 4.2 22.4 Gray Edge 5.1 4.4 4.6 23.9 Mapiranje gamuta 4.2 2.3 2.9 24.2 HLVI 3.5 2.5 2.6 25.2 LRSR 3.7 2.8 3.0 23.6 52 Rezultati – Greyball (sRGB) Metoda Srednja vrijednost (o) Medijan (o) Trimean (o) Max (o) Ništa 8.3 6.7 7.3 36.8 Gray World 7.9 7.0 7.1 48.1 SDWGW 6.6 5.6 5.8 45.4 Shades of Gray 6.1 5.3 5.5 41.2 Gray Edge 5.9 4.7 5.1 41.2 Mapiranje gamuta 6.9 5.8 6.1 41.9 NIC 5.2 3.9 4.3 44.5 LRSR 5.6 4.9 5.0 44.3 53 Algoritmi za podešavanje svjetline • Jednolika globalna promjena • Retinex • Kombinacija Retinexa i drugih algoritama • Uklanjanje sjena 54 Jednolika globalna promjena • (R’, G’, B’) = (k·R, k·G, k·B) • (R’, G’, B’) = (R+M0, G+M0, B+M0) • (L’, a’, b’) = (L+L0, a, b) • (L’, a, b) = (k·L, a, b) 55 Jednolika globalna promjena multiplikativni RGB aditivni RGB aditivni Lab multiplikativni Lab 56 primjena Retinexa originalne slike Retinex 57 Kombinacija Retinexa i drugih metoda PCA 58 Kombinacija Retinexa i drugih metoda Retinex 59 Kombinacija Retinexa i drugih metoda _________________________________ = 60 Kombinacija Retinexa i drugih metoda . = 61 Kombinacija Retinexa i drugih metoda početna slika krajnji rezultat podešavanja svjetline 62 Kombinacija Retinexa i drugih metoda slika s podešenom svjetlinom korištenjem PCA-a dodatna primjena Retinex algoritma 63 Evaluacija algoritama za podešavanje svjetline Metoda ColorChecker Internet Zajedno original 27 47 74 aditivni RGB 3 4 7 multiplikativni RGB 57 79 136 aditivni Lab 2 2 4 multiplikativni Lab 21 14 35 PCA 122 109 231 PCA tri puta 199 77 276 Retinex i PCA 268 84 352 Retinex i PCA tri puta 258 79 337 64 Evaluacija algoritama za podešavanje svjetline original aditivni RGB multiplikativni RGB aditivni Lab multiplikativni Lab PCA 3x PCA Retinex + PCA Retinex + 3x PCA 65 Programska implementacija • Matlab • C++ (OpenCV) • Java • Razna sučelja 66 Web sučelje 67 Java sučelje 68 REST usluga Algoritam URL Parametri algoritma Gray World /wb/gw/ order, sigma, norm, median, shrink Robust Gray World /wb/rgw/ threshold Simplest Color Balance /wb/scb/ saturation Random Sprays Retinex /wb/rsr/ N, n SDWGW /wb/sdwgw/ n Perfect Reflector /wb/pr/ Local Space Average Color /wb/lsac/ LRSR CB /wb/cb/ N, n, inputKernelSigma, inputSigma, illuminantKernelSigma, illuminantSigma, normalizeIlluminant, rowsStep, colsStep, rFactor, upperBound LRSR CS /wb/cs/ N, n, inputKernelSigma, inputSigma, rowsStep, colsStep, rFactor, upperBound 69 Zaključak • Podešavanje boja – loše postavljen problem, mnogo algoritama • Podešavanje svjetline – teško provjeravanje točnosti • Retinex – vrlo dobar (i spor) algoritam za podešavanje boja i svjetline • Moguće je brže postizanje vrlo sličnog učinka Retinex algoritma • Bolji rezultati i brže izvođenje od ostalih nenadziranih metoda za podešavanje boje 70
© Copyright 2024 Paperzz
