في معالجة الصور الفوتوغرافية ومعالجة الصور ، يعد توازن الألوان هو الضبط العالمي لشدة ألوان الألوان (عادةً ما تكون الألوان الحمراء والخضراء والزرقاء الأساسية). من الأهداف المهمة لهذا التعديل تقديم ألوان محددة – خاصة الألوان المحايدة – بشكل صحيح. وبالتالي ، يطلق على الطريقة العامة أحيانًا اسم التوازن الرمادي ، أو التوازن المحايد ، أو توازن اللون الأبيض. يقوم توازن اللون بتغيير الخليط الكلي للألوان في صورة ما ويستخدم لتصحيح الألوان. تستخدم الإصدارات العامة من توازن اللون لتصحيح الألوان غير المحايدة أو لتغييرها عمداً للتأثير.

يجب تحويل بيانات الصورة التي تم الحصول عليها بواسطة المستشعرات – سواء كانت مستشعرات صور أو أفلام إلكترونية – من القيم المكتسبة إلى قيم جديدة مناسبة لاستنساخ أو عرض الألوان. إن العديد من جوانب عملية الاستحواذ والعرض تجعل تصحيح الألوان أساسيًا – بما في ذلك حقيقة أن مستشعرات الاستحواذ لا تتطابق مع المستشعرات في العين البشرية ، وأن خصائص وسيط العرض يجب أن يتم حسابها ، وأن ظروف المشاهدة المحيطة الاستحواذ تختلف عن ظروف عرض الشاشة.

تعمل عمليات توازن اللون في تطبيقات تحرير الصور الشائعة عادةً على قيم بكسل القناة الحمراء والخضراء والزرقاء ، دون احترام لأي نموذج لاستشعار اللون أو الاستنساخ. في تصوير الأفلام ، يتحقق توازن اللون عادة باستخدام فلاتر تصحيح الألوان على الأضواء أو على عدسة الكاميرا.

توازن اللون المعمم
في بعض الأحيان ، يسمى ضبط المحايد المحايد بتوازن اللون الأبيض ، ويشير مصطلح توازن اللون إلى الضبط الذي يجعل ألوان أخرى في الصورة المعروضة تظهر بنفس المظهر العام للألوان في المشهد الأصلي. من المهم بشكل خاص أن تظهر الألوان المحايدة (الرمادي ، المحايد ، الأبيض) في مشهد محايدًا في النسخ.

تقدير الإنارة والتكيف
تحتوي معظم الكاميرات الرقمية على إمكانية تحديد تصحيح الألوان استنادًا إلى نوع إضاءة المشهد باستخدام إما اختيار الإضاءة اليدوي أو توازن اللون الأبيض التلقائي أو توازن اللون الأبيض المخصص. الخوارزميات لهذه العمليات أداء التكيف اللوني المعمم.

توجد العديد من الطرق لموازنة الألوان. تعيين زر على الكاميرا هو وسيلة للمستخدم للإشارة إلى المعالج طبيعة إضاءة المشهد. خيار آخر في بعض الكاميرات هو زر يمكن الضغط عليه عند توجيه الكاميرا إلى بطاقة رمادية أو أي كائن آخر ذي لون محايد. هذا يلتقط صورة للضوء المحيط ، والتي تمكن الكاميرا الرقمية من ضبط توازن اللون الصحيح لهذا الضوء.

هناك مؤلفات كبيرة حول كيفية تقدير الإضاءة المحيطة من بيانات الكاميرا ثم استخدام هذه المعلومات لتحويل بيانات الصورة. وقد تم اقتراح مجموعة متنوعة من الخوارزميات ، وقد نوقشت جودتها. وهناك أمثلة قليلة وفحص المراجع الواردة فيه سوف تقود القارئ إلى العديد من الأشياء الأخرى. ومن الأمثلة على ذلك Retinex ، وهي شبكة عصبية اصطناعية أو طريقة بايزي.

ألوان لونية
يؤثر توازن اللون على الصورة ليس فقط على الألوان المحايدة ، ولكن الألوان الأخرى أيضًا. يقال أن الصورة التي لا تكون متوازنة الألوان لها قالب ملون ، حيث يبدو أن كل شيء في الصورة قد تم تحريكه نحو لون واحد. [الصفحة المطلوبة] يمكن التفكير في توازن اللون من حيث إزالة هذا اللون.

يرتبط توازن اللون أيضًا بثبات اللون. تستخدم الخوارزميات والتقنيات المستخدمة لتحقيق ثبات اللون بشكل متكرر لموازنة الألوان أيضًا. ثبات اللون هو ، بدوره ، تتعلق التكيف اللوني. من الناحية المفاهيمية ، يتكون توازن اللون من خطوتين: أولاً ، تحديد الإنارة التي تم التقاط الصورة بها ؛ وثانيًا ، تحجيم المكونات (على سبيل المثال ، R ، G ، و B) للصورة أو تحويل المكونات بطريقة أخرى بحيث تتوافق مع المنارة العرضية.

وجد Viggiano أن التوازن الأبيض في نموذج الألوان RGB الأصلي للكاميرا يميل إلى إنتاج أقل تباين اللون (أي تشويه أقل للألوان) من شاشة RGB لأكثر من 4000 مجموعة افتراضية من حساسية الكاميرات. هذا الفارق بلغ عادة أكثر من أثنين لصالح الكاميرا RGB. وهذا يعني أنه من المفيد الحصول على توازن اللون في الوقت الذي يتم فيه التقاط صورة ، بدلاً من تحريرها لاحقًا على الشاشة. إذا كان لابد من موازنة اللون لاحقًا ، فإن التوازن بين بيانات الصورة الخام سيؤدي إلى تقليل تشوه الألوان اللونية بدلاً من تحقيق التوازن في جهاز العرض RGB.

رياضيات توازن اللون
أحيانًا يتم إجراء توازن الألوان على صورة ثلاثية المكونات (على سبيل المثال ، RGB) باستخدام مصفوفة 3×3. يعتبر هذا النوع من التحويل مناسبًا إذا تم التقاط الصورة باستخدام إعداد موازنة اللون الأبيض غير الصحيح على كاميرا رقمية أو من خلال مرشح ألوان.

Scaling monitor R و G و B
من حيث المبدأ ، يريد المرء أن يقوم بقياس جميع الملونات النسبية في الصورة بحيث تظهر الكائنات التي يعتقد أنها محايدة. إذا كان ، على سبيل المثال ، يعتقد أن سطحًا يحتوي على R = 240 هو كائن أبيض ، وإذا كان 255 هو العدد الذي يتوافق مع اللون الأبيض ، فيمكن أن يضاعف كل القيم الحمراء بمقدار 255/240. وينتج عن القيام بمثل ذلك للأخضر والأزرق ، نظريا على الأقل ، في صورة متوازنة اللون. في هذا النوع من التحويل ، مصفوفة 3 × 3 هي مصفوفة قطرية.

Related Post


حيث تمثل R و G و B المكونات المتوازنة باللون الأحمر والأخضر والأزرق المتوازنة لبكسل في الصورة ؛ R ‘و G’ و B ‘هي المكونات الحمراء والخضراء والزرقاء للصورة قبل موازنة اللون ، و R’ _ {w} و G ‘_ {w} و B’ _ {w} هي الحمراء والمكونات الخضراء والزرقاء للبكسل والتي يُعتقد أنها سطح أبيض في الصورة قبل موازنة اللون. هذا هو مقياس بسيط للقنوات الحمراء والخضراء والزرقاء ، وهو السبب في أن أدوات توازن اللون في Photoshop و GIMP لها أداة قطارة بيضاء. وقد ثبت أن أداء التوازن الأبيض في مجموعة الفوسفور المفترض من قبل sRGB يميل إلى إنتاج أخطاء كبيرة في الألوان اللونية ، على الرغم من أنه يمكن أن يجعل الأسطح المحايدة محايدة تماما.

القياس X ، Y ، Z
إذا تم تحويل الصورة إلى قيم CIE XYZ tristimulus ، فيمكن إجراء توازن اللون هناك. وقد سمي هذا التحول “خطأ كريس فون”. على الرغم من أنه ثبت أن عرض نتائج أضعف عادة من الموازنة في شاشة RGB ، فإنه يتم ذكره هنا كجسر لأشياء أخرى. رياضيا ، واحد يحسب:


حيث X ، Y ، و Z هي قيم tristimulus متوازنة الألوان ؛ X_ {w} ، Y_ {w} ، و Z_ {w} هي قيم المراحل الثاقبة من المنور العرض (النقطة البيضاء التي يتم تحويل الصورة إليها لتتوافق معها) ؛ X ‘_ {w} و Y’ _ {w} و Z ‘_ {w} هي قيم tristimulus لكائن يعتقد أنه أبيض في صورة غير متوازنة الألوان ، و X’ و Y ‘و Z “هي قيم tristimulus لبيكسل في الصورة غير متوازنة الألوان. إذا كانت قيم المراحل الانتقالية لرؤساء العمليات الأولية موجودة في مصفوفة \ mathbf {P} لهذا السبب:


حيث L_ {R} و L_ {G} و L_ {B} هي شاشة RGB غير مصححة بأشعة جاما ، ويمكن استخدام واحد:


طريقة فون كريس
يوهانس فون كريس ، الذي نجت نظريته من القضبان وثلاثة أنواع مخروطية حساسة للألوان في شبكية العين ، حيث نجحت في التفسير الشائع للإحساس بالألوان لأكثر من 100 عام ، حفزت طريقة تحويل اللون إلى فضاء لون LMS ، والذي يمثل المحفزات الفعالة لل الأنواع المخروطية طويلة ومتوسطة الطول وقصيرة الطول التي تم تصميمها على أنها تكيف بشكل مستقل. تقوم مصفوفة 3 × 3 بتحويل RGB أو XYZ إلى LMS ، ثم يتم قياس القيم الأولية الثلاثة LMS لموازنة المحايد ؛ يمكن بعد ذلك تحويل اللون إلى مساحة اللون النهائية المرغوبة:


حيث L ، M ، و S هي قيم Tristimulus LMS متوازنة الألوان ؛ L ‘_ {w} و M’ _ {w} و S ‘_ {w} هي قيم tristimulus لكائن يعتقد أنه أبيض في صورة غير متوازنة الألوان ، و L’ و M ‘و S “هي قيم tristimulus لبيكسل في الصورة غير متوازنة الألوان.

لم يتم تحديد المصفوفات التي يتم تحويلها إلى فضاء LMS بواسطة von Kries ، ولكن يمكن اشتقاقها من وظائف مطابقة ألوان CIE ودالات مطابقة لون LMS عند تحديد الأخير ؛ المصفوفات يمكن العثور عليها في الكتب المرجعية.

تحجيم الكاميرا RGB
بواسطة قياس Viggiano ، وباستخدام نموذجه الخاص بالحساسيات الطيفية للكاميرا الغاوسية ، كانت معظم مساحات RGB للكاميرا أفضل من مراقبة RGB أو XYZ. إذا كانت قيم RGB الخام للكاميرا معروفة ، فيمكن للمرء استخدام المصفوفة القطرية 3 × 3:


ثم تحويل إلى مساحة RGB تعمل مثل sRGB أو Adobe RGB بعد الموازنة.

مسافات التكيف اللونية المفضلة
إن مقارنات الصور المتوازنة مع التحويلات القطرية في عدد من مساحات RGB المختلفة قد حددت العديد من هذه الفراغات التي تعمل بشكل أفضل من غيرها ، وأفضل من مساحات الكاميرا أو الشاشة ، من أجل التكيف اللوني ، كما تم قياسه بواسطة عدة نماذج لونية المظهر ؛ كانت الأنظمة التي نفذت إحصائيًا بالإضافة إلى الأفضل في غالبية مجموعات اختبار الصور المستخدمة هي مسافات “Sharp” و “Bradford” و “CMCCAT” و “ROMM”.

التكيف العام مضيئة
أفضل مصفوفة ألوان للتكيف مع تغير في الإنارة ليست بالضرورة مصفوفة قطرية في فراغ لوني ثابت. لقد عُرف منذ زمن طويل أنه إذا كان يمكن وصف مساحة الإنارة كنموذج خطي باستخدام مصطلحات أساس N ، فإن التحويل الملائم للألوان سيكون المجموع المرجَّح للتحولات الخطية الثابتة N ، وليس بالضرورة بالضرورة قابل للتغير.

Share