מבצעים:דרור רייף ומשה משעלי

מנחה:אלון ספירה

סמסטר אביב תשנ”ט

לישראל טכנולוגי מכון - הטכניוןחשמל להנדסת הפקולטה

ותמונות אותות לעיבוד המעבדה

מצגת פרויקט

בנושא

2 / 30

תוכןתוכןמטרות הפרויקטערכת הראיה האנושיתמרחבי צבעמקירת סביבת העבודה + מסקנות.חות באינטרפולציה בתמונות צבעדתופעות מיוח.תוצאות ומסקנותע לצבםחקירת אלגוריתמים מיוחדי.תוצאות ומסקנות

3 / 30

מטרות הפרויקטמטרות הפרויקט

.לימוד נושא הצבע במערכת הראיה האנושית

של סביבת העבודה.החקיר

חקירת תופעות יחודיות לתמונות צבע לאחר

אינטרפולציה.

.בדיקת אינטרפולציות מיוחדות לצבע

4 / 30

מבנה מערכת הראיה האנושיתמבנה מערכת הראיה האנושית3( קולטנים לראית יום Photopicקולטן לראית לילה ,)

(Scotopic). .מרחב הצבע מיוצג ע"י מרחב תלת-ממדי השוניםולטניםקהעין למנורמלת של הענות : הענות העין לאורכי הגל השונים

0 200 400 600 800 1000

אורך גל

תסי

ח י

תנו

עה

X

Y

Z

nm

5 / 30

שבהם השתמשנו שבהם השתמשנומרחבי צבעמרחבי צבע RGB משתמש בשלשת – נועד לתצוגה על המסך

היסוד. צבעי

Y’CbCrג "קומפקטי" לצבע, בד"כ לצורך דחיסה.ו – יצ

Lab התאמה בין התוצאות הכמותיות לתחושות –

הויזואליות.

עפ"י המאמר של פרופ' זאבי( – )מרחב אורתוגונלי

.HVSם לפי מודל ה- יהפרדה לרכיבים אורתוגונלי

6 / 30

תכונות מרחבי צבעתכונות מרחבי צבעלינאריות

לינארי בערכי הרכיבים.Yהגודל הפיסיקלי -

לינארית בערכי הרכיבים.’Y תחושת התפישה הויזואלית -

* 2 =

* 2 = 250

200100

125

'0721.0'7154.0'2125.0'709 BGRY

RGB כפי שנקלט במצלמה הדיגיטלית – לינארי ,פיסיקלית.

Y’CbCr, Lab בבהיקות. – לינאריים

7 / 30

תכונות מרחבי צבעתכונות מרחבי צבעחידותא

רשקשינוי קטן בקורדינטות נותן את אותו שינוי תחושתי ללא לקורדינטות ההתחלתיות ולכיוון השינוי.

100

R+10

B+10

G+10Lab1:6עד כדי – אחיד.RGB – 1:80תחושה הויזואלית שונה עד כדי ה.

8 / 30

העבודההעבודה חקירת סביבתחקירת סביבתמסלול התמונה:•

.)קלט )מקור התמונה מניפולציות בתוכנה, פונקציה ספריה כ"קופסה

שחורה".

מסךחומרה – לא קיים צבע ב.

דוגמאות:•

Gamma correction.במספר מקומות –

Dithering

9 / 30

DitheringDithering תופעת התופעת ה

ואחרים( Matlabכלי תוכנה רבים )ציג צבעים.ה על מנת לDitheringמשתמשים בטכניקת ה-

בון רזולציה מרחבית,שאת אומרת הוספת רזולציה של צבע על חזתכונה זו גוררת אופי “גרעיני” לתמונה המוגדלת.

10 / 30

מסקנות על סביבת העבודהמסקנות על סביבת העבודה אינה פוגעת בתמונה.Ditheringפעולת ה- •

.XV צפייה ב-MATLAB דרך העבודה הרצויה היא חישובים ב-•

כאשר עוסקים בניתוח תמונות חשוב להבין את צורת •(.24bitההצגה שלהן )למשל האם משתמשים במסך

דרושה חקירה מעמיקה יותר בתחומים: •

oחומרה

oמערכת ההפעלה

o.והתוכנות איתם עובדים

11 / 30

חקירת תופעות יחודיות חקירת תופעות יחודיות לתמונות צבע לאחר לתמונות צבע לאחר

אינטרפולציהאינטרפולציהמה קיים ?

אלגוריתמים מקובלים בשחור לבן

מה חוקרים ?

האם לאחר הפעלה של האלגוריתמים המקובלים נקבל "ארטיפקטים" מיוחדים בצבע.

12 / 30

מהי אינטרפולציה ?מהי אינטרפולציה ?כללית:

יצוג כמות מידע נתונה ברזולוציה גבוהה יותר.

בתמונות:הגדלת תמונת מקור בפקטור מסוים.

המטרה:שמירה על “אופי” התמונה המקורית.

13 / 30

אינטרפולציות שונותאינטרפולציות שונות Nearest Neighbor

Pixel Block

14 / 30

אינטרפולציות שונותאינטרפולציות שונות Linear

פעולת האינטרפולציה הלינארית גורמת בעיקר

לטשטוש ה”שפות”הקיימות בתמונה.

Higher-Order interpolations.

15 / 30

Nearest

ישה לנקודות צבע געין רהקודות שראו קודם אבל עכשיו מודגש יותרנעל רקע אחיד

תוצאותתוצאות

נקודות שלא ראו קודם ועכשיו כן

16 / 30

השוואה מול שחור לבןהשוואה מול שחור לבן

17 / 30

אינטרפולציתNearest

גוון צבע חריג בתמונת המקורמקבל הדגשה "לא רצויה"

תוצאותתוצאות

18 / 30

Linear

תוצאותתוצאות

בי צבע רח מיוחדות באינטרפולציה לינארית או במתלא נתגלו תוצאושונים.

19 / 30

מסקנות על תופעות צבע מיוחדותמסקנות על תופעות צבע מיוחדות

רוב תופעות הצבע שהתגלו נבעו בגללפגמים בתמונת המקור.

האינטרפולציות לא גרמו לפגמיםבתמונה, אלא הדגישו פגמים קיימים.

20 / 30

בדיקת אינטרפולציות מיוחדות בדיקת אינטרפולציות מיוחדות לצבעלצבע

המטרה:

לנצל לחיוב את המידע הנוסף שבשלשת הרכיבים כדי להשיג אינטרפולציה טובה יותר מאשר בשחור-לבן.

הרעיון:

בתמונות צבע המיצגת במרחב תלת-ממדי קיימת אינפורמציה נוספת בשלושת הרכיבים.

21 / 30

אינטרפולציה "בחלקים"אינטרפולציה "בחלקים" כשתי linear ול-nearest מבחינת שמירת שפות, אפשר להתיחס ל-הרעיון:

אינטרפולציות עם תוצאות קיצוניות שיש לפשר ביניהם.

22 / 30

אינטרפולציה ב”חלקים”אינטרפולציה ב”חלקים”

לינארית לינארית

Nearest Neighbour

23 / 30

אינטרפולציה "בחלקים"אינטרפולציה "בחלקים" כשתי linear ול-nearest מבחינת שמירת שפות, אפשר להתיחס ל-הרעיון:

אינטרפולציות עם תוצאות קיצוניות שיש לפשר ביניהם.

-< אפשר לחסוך linear צורך פחות כוח חישוב מ- nearest שימוש אפשרי:בחישובים.

הירוק הוא הצבע הדומיננטי הקובע את אופי האינטרפולציה התוצאות:RGBב-

האדום משפיע על רעשים בתמונות עם גוון אדום.

קובעת את אופי התמונה הכללי.L האינטרפולציה על רכיב LABבמרחב

24 / 30

אינטרפולציה אינטרפולציה בד"כ קיימת קורלציה בין רכיבי הצבע. כרומטית-מרחביתכרומטית-מרחבית

על מנת למנוע עיוותים במהלך ביצוע פעולות שונות עלכל רכיב, יש להפריד ראשית בין מרכיבי הצבע השונים.

X

Y

רכיביםאורתוגונליים

* 2

* 3

A=X+Y

B=X-Y

A+B=2XA-B =2Y

2A+3B=5X-Y2A-3B =-X+5Y

2A=2)X+Y(

3B=3)X-Y(

25 / 30

RVT

R

G

B

CalculationOf

Vl

Vm

Vs

SignalProcessing

KLT

K1K2K3

אינטרפולציה אינטרפולציה כרומטית-מרחביתכרומטית-מרחבית

26 / 30

מרחב RGB

לאחר הפרדת קורלציה

((LinearLinear ) ) תוצאותתוצאות

27 / 30

Vector Rational Vector Rationalאינטרפולצית אינטרפולצית FiltersFilters

ניתן להרחיב כל אינטרפולציה סקלרית לתמונות צבעע"י הפעלה בנפרד לכל אחד ממרכיבי הצבע.

.אינטרפולציה זו משתמשת ביצוג וקטורי של הצבע

()2

()()()()()()

bdacdacdbcab

bdacdacdbcab dbcaaddccbbay

wwwwww

wwwwww

},,,{,

(,)1

1

dcbavu

vuuv

fk

w 2(,) vuf vu

a

b

c

dy

28 / 30

Vector Rational FiltersVector Rational Filtersאינטרפולצית אינטרפולצית VRF - vectorVRF - vector VRF - scalarVRF - scalarVRF - vectorVRF - vector VRF - scalarVRF - scalar

29 / 30

מסקנותמסקנות במרחבי הצבעRGB -ו LAB קיים רכיב

דומיננטי. לא נראה יתרון לעיבוד תמונות במרחב עם

רכיבים אורתוגונלים. יש מקום לחקור אינטרפולציות המבוססת

במיוחד על צבע.

30 / 30

שאלות ותשובותשאלות ותשובות

Q & AQ & A