اصول پردازش تصویر (بخش اول)

رنگ در تصاویر رنگی خصوصیت مهمی است که استفاده از آن در بیشتر حوزه های پردازش تصویر سادگی و دقت زیادی را فراهم می آورد. امروزه نتایج حاصل از تکنیک های پردازش تصاویر رنگی به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد.

 

بکارگیری رنگ در پردازش تصویر به دو دلیل مهم محسوب می گردد.

اول اینکه رنگ توصیف کننده ی قدرتمندی  می باشد که اغلب شناسایی و تشخیص اشیاء از یک منظره را ممکن می سازد.

دوم اینکه انسانها می توانند ما بین هزاران سطح شدت نور رنگی در مقایسه به فقط تعداد کمی سطح خاکستری تمایز قائل شوند. دلیل دوم برای تحلیل تئوری تصویر مورد استفاده قرار می گیرد.

 

هرچند که بیشتر تکنیک های پردازش تصویر ارائه شده را می توان به طور مستقیم برای پردازش تصاویر رنگی به کار برد، اما بکارگیری برخی از این تکنیک ها برای سازکاری با خصوصیات فضاهای رنگی احتیاج به بازسازی مجدد دارند.

در ضمن، با استفاده از ویژگی رنگ تصویر می توان خصوصیاتی از تصویر را استخراج نمود که استخراج آنها بدون در نظر گرفتن رنگ تصویر و صرفا با تکنیک های پردازش تصویر تک رنگ (تصاویر سطح خاکستری) امکان پذیر نمی باشد.

 

– اصول رنگ:

تشعشعات الکترومغناطیسی با طول موج λ در بازه مابین 400 تا 700 نانومتر سنسورهای عصبی انسان را تحریک و تصاویر رنگی را تولید می نماید. دامنه ی این تشعشعات همان طور که در شکل زیر نشان داده شده است، مقدار محدودی از طیف الکترومغناطیسی را در بر می گیرد.

یک جسم که نور را در همه ی طول موج های قابل رویت منعکس می سازد از دید مشاهده کننده سفید به نظر می رسد. اما جسمی که باند محدودی از طیف قابل رویت را منعکس می سازد برخی از رنگ ها را در بر می گیرد.

برای مثال اشیاء سبز رنگ عمدتا نور را با طول موج هایی ما بین 500 تا 570 نانومتر را منعکس می سازند در حالی که بیشترین انرژی در طول موج های دیگر را جذب می نمایند.

درک رنگ برای انسان ها خیلی مهم است. درک رنگ هم به فیزیک نور و هم به پردازش پیچیده به وسیله مغز – چشم انسان بستگی دارد. انسان ها از اطلاعات رنگی برای تفکیک اشیاء، مواد، غذاها، مکان ها و حتی زمان روز استفاده می نمایند.

هر چند هنوز هم پروژه اکتساب و درک رنگ در مغز ما انسان ها یک پروسه ی پیچیده و غیرقابل درک می باشد اما می توان ماهیت فیزیکی رنگ تصویر را با استفاده از نتایج تئوری و عملی بیان نمود.

منحنی های میانگین تجربی جذب نور به وسیله ی مخروط های قرمز ، سبز و آبی در چشم در شکل زیر نشان داده شده است.