PROCESAMIENTO DE IMÁGENES:CONSEJOS ÚTILES

Vol. 5 Color

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CONSEJOS ÚTILES PARA EL PROCESAMIENTO DE IMÁGENES

B+RM (Magenta)

G+BC (Cian)

R (Rojo)

G (Verde)B (Azul)

R+GY (Amarillo)

R+G+BW (Blanco)

Vol. 5 Color

¿Cómo reconocen los ojos humanos y las cámaras el color?

Este documento explica conceptos importantes acerca del color, que afectan el procesamiento

de imágenes.

01 ¿Qué es color?Todos los objetos tienen color. Sin embargo, para distinguir este color, son esenciales dos elementos

adicionales: luz y un ojo que pueda reconocer dicho color. En resumen, el color es un estímulo visual

percibido, específicamente, luz reflejada por un objeto, recibida a través del ojo y transmitida al cerebro.

02 Tres colores primariosEl color se define en base a tres colores primarios. Estos colores primarios son coloraciones que no pueden

ser producidos mediante la mezcla de otros colores.

Los tres colores primarios son la fuente de todos los demás colores.

La diferencia entre RGB y CMYLos tres colores primarios de luz son el rojo, el verde y el azul. Tomando la primera letra del nombre (en

inglés) de cada color, los tres colores primarios de luz se denominan colectivamente “RGB”. Si se mezclan

estos tres colores de luz, se produce el blanco.

Por otra parte, los tres colores primarios de pigmento son el cian, el magenta y el amarillo, que se conocen colectivamente

como CMY, por las primeras letras de éstos (en inglés). Mezclando los tres colores de pigmento, se obtiene cualquier tono

y/o matiz entre (e incluyendo) el blanco y el negro, en función de la luminosidad de los pigmentos introducidos.

Visión (Ojo)

Luz

Objeto

Luz reflejada

Fuente de luz

Cerebro

Y (Amarillo)

C (Cian)M (Magenta)

Y+C+MBk (Negro)M+Y R (Rojo)

Y+C

C+M

G (Verde)

B (Azul)

Tres colores primarios de luz Tres colores primarios de pigmento

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CONSEJOS ÚTILES PARA EL PROCESAMIENTO DE IMÁGENES Vol. 5 Color

03 Tres propiedades del colorEl color puede definirse utilizando varios esquemas diferentes, uno de ellos es mediante los tres atributos

del color: tono, saturación y luminosidad (brillo). Cada color individual puede identificarse mediante estos

atributos.

TonoLos colores se pueden clasificar en un grupo de colores

cromáticos, es decir, que presentan tono, y otro de colores

acromáticos (blanco, negro, grises puros), aquellos carentes de

tonalidad.

La variación en la tonalidad (roja, azul y amarilla) de los colores

cromáticos se denomina “tono”.

Los tonos principales incluyen el rojo, amarillo, verde, azul

y morado. El arreglo circular de tonos, en base al espectro

de los colores focalizado en éstos, se conoce como “círculo

cromático”. Utilizando un círculo cromático, se pueden generar

colores intermedios y complementarios.

SaturaciónLa saturación es el nivel de intensidad de un color e indica su pureza cromática. Un color intenso, altamente

cromático, se describe como saturado, mientras que un color pastel, menos cromático, se designa como

“desaturado”.

Los colores más saturados son los “colores puros”, mientras que los menos saturados (colores sin intensidad)

son colores neutros.

A BColor rojizo Color azulado

Círculo cromático

Saturado(Altamente cromático)

Desaturado(Menos

cromático)

La proporción de amarillo se reduce por la cantidad de gris

1 2

Si se añade gris…

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LuminosidadLuminosidad (también llamada “Brillo”) representa la claridad u obscuridad del color. Tanto los colores

cromáticos como los acromáticos poseen luminosidad.

Los colores luminosos se describen como “claros”, mientras que los poco luminosos como “obscuros”.

El color más claro es el blanco y el más obscuro el negro; esto aplica tanto al grupo de colores cromáticos,

como al de acromáticos. En otras palabras, la luminosidad de un color cromático puede expresarse por el

nivel de color neutro, correspondiente a esa luminosidad.

04 Colores complementariosLos colores complementarios son un par de colores, situados cada uno en el lado opuesto del círculo

cromático, tales como el rojo y el verde, o el azul y el naranja.

La mezcla de colores complementarios produce un color neutro. Cuando se mezclan colores

complementarios de pigmento (mezcla substractiva de colores), se obtiene el negro. Cuando se

mezclan colores complementarios de luz (mezcla aditiva de colores), se obtiene el blanco.

Los colores complementarios son dos colores en lados opuestos del círculo cromático

Los dos colores, directamente opuestos entre sí en el círculo cromático,

se llaman “colores complementarios físicos”. Además de los “colores

complementarios físicos”, existen los “colores complementarios psicológicos”,

que son aquellos que aparecen como una imagen posterior, causada por

el sistema visual del ojo. Por ejemplo, si mira fijamente un color rojo por un

período prolongado de tiempo y luego mira algo blanco, ‘verá’ una imagen

tenue de color cian.

9.5

Alt

aB

aja

8.5

7.5

6.5

5.5

4.5

3.5

2.5

1.5La luminosidad de un color cromático se representa con el valor del gris correspondiente a la misma luminosidad.

Lum

inos

idad

Círculo cromático

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05 Relación entre la longitud de onda y el colorCuando la luz natural se divide con un prisma, la luz

‘blanca’ aparece como siete colores diferentes de luz. La

diferencia del color de la luz depende de su longitud de

onda. Conforme aumenta la longitud de onda, el color

cambia de violeta a azul, luego al verde y amarillo, y

finalmente al rojo. La longitud de onda de cada color se

muestra a continuación.

06 Características de sensibilidad (Características espectrales)

Las longitudes de onda luminosas, a las que una cámara o sensor de imagen puede responder, están

definidas por sus características de sensibilidad espectral.

Por ejemplo, el ojo humano es sensible a la luz con longitudes de onda entre los 380 y 760 nm, con un pico a los 560 nm.

Esto indica que el ojo humano es más sensible al color verde, el cual se encuentra en el centro del espectro visible.

En general, las cámaras CCD se fabrican en base a las características de sensibilidad del ojo humano. También hay

cámaras CCD con características de sensibilidad aptas para detectar la luz ultravioleta y la infrarroja.

Violeta 400 a 435 nm

Azul 435 a 480 nm

Azul verdoso 480 a 490 nm

Verde azulado 490 a 500 nm

Verde 500 a 560 nm

Verde amarillento 560 a 580 nm

Amarillo 580 a 595 nm

Naranja 595 a 610 nm

Rojo 610 a 750 nm

Rojo violáceo 750 a 800 nm

nm = nanómetro

Cuando la luz natural pasa a través de un

prisma, el índice de refracción de la luz

cercana al violeta es mayor que el índice

de la luz cercana al rojo. Es decir, entre

menor sea la longitud de onda de la luz,

mayor será su índice de refracción.

Luz visibleLuzinvisible

Luzinvisible

Luzultravioleta Violeta Azul Azul verdoso Verde azulado Verde Verde amarillento Amarillo Naranja Rojo

Luzinfrarroja

380 430 480 490 500 560 580 595 650 780

(Unidad: nm)

Luz natural

Índice de refracción

Imagen del índice de refracción óptica (luz natural)

Prisma Máx

Mín

La figura muestra un ejemplo de las características de sensibilidad de una cámara CCD, si 560 nm, la longitud de onda a la que el ojo humano es más sensible, es ‘1’.Aquí, se puede apreciar que el azul (460 nm) aparece aproximadamente 1.3 veces más luminoso que el rojo (660 nm).

400 500 600 700 800 900 1000

Longitud de onda (nm)

1.0

0.9

0.8

0.7

0.6

0.5

0.4

0.3

0.2

0.1

0

El azul aparece más luminoso que el rojo

Car

acte

ríst

icas

de

sens

ibili

dad

espe

ctra

l

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¿Por qué se tiñe el cielo de color?

El cielo que casualmente observamos todos los días, tiene una fascinante variedad de tonalidades, desde el lúcido azul diurno hasta los flameantes tonos del ocaso. Exploremos por qué el cielo presenta diferentes apariencias.

Co

lum

na

1 ¿Por qué se ve azul el cielo?

Como se puede observar, cuando la

luz solar pasa a través de un prisma,

ésta es una combinación de varias

longitudes de onda luminosa, incluyendo

luz de longitudes de onda cortas (azul)

y largas (roja). Cuando esta luz llega a

la Tierra, choca contra partículas en el

aire, y la luz de longitud de onda más

corta, más propensa a chocar con

éstas, se dispersa a través del cielo. En

conclusión, el cielo se ve azul debido a

que la luz azul, que tiene una longitud de

onda corta, se esparce por él.

¿Por qué se ve rojiza una puesta de sol?Ahora bien, ¿por qué el cielo aparece rojo al atardecer? En comparación con el día, cuando el sol está en lo alto, al

rotar la Tierra hacia el atardecer, la luz solar recorre una distancia mayor a través de la atmósfera. Por esta razón, la luz

azul, con longitud de onda más corta, no alcanza a avanzar tan lejos.

Por otro lado, la distancia de recorrido más larga hace que la luz roja, cuya longitud de onda es mayor, choque contra

partículas en la atmósfera y se disperse a través del cielo, pintándolo de rojo.

Espacio aéreo

Molécula (partícula)

Pasa a través

Pasa a través

Pasa a través

Choca

Choca

Choca

Puesta de sol

Espacio aéreo(Atmósfera)

Sol

Tierra

Espacio aéreo(Atmósfera)

Durante el día Sol

Distancia de recorrido más corta de la luz solar a través del espacio aéreo

Tierra

Este principio también aplica al

procesamiento de imágenes. A

menudo se emplea un LED azul para

inspeccionar superficies, ya que la

propiedad de la luz azul (que tiene

una longitud de onda corta) es útil, ya

que refleja las fallas de forma difusa.

La razón técnica para este uso es que

una reflexión difusa de la luz, puede

captarse claramente a través de

imágenes, lo que facilita la detección

de defectos.

Detección de defectos en una superficie de chapa de acero negro

Detección de fallas en una hoja de resina transparente

Distancia de recorrido más larga de la luz solar a través del espacio aéreo

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