Обсуждение статей С.Н. и колл. о яркости и контрасте

Статус
Закрыто для дальнейших ответов.

Igor Bon

пользователь
20 лет на форуме
Сообщения
1 487
Реакции
1 256
Ответ: Обсуждение статей С.Н. и колл. о яркости и контрасте

Статьи интересные, и требуют внимательного изучения, пока я только пробежал глазами и возникли вопросы по иллюстрации преимуществ предлагаемого алгоритма работы с яркостью: почему представленные исходные изображения разные? какой алгоритм (инструментарий) работы с яркостью использовался в шопе (линейный, не линейный, математический)?
 

Alexey Shadrin

Участник
Топикстартер
Сообщения
9 260
Реакции
1 190
Ответ: Обсуждение статей С.Н. и колл. о яркости и контрасте

Статьи действительно очень интересные и, имхо, перспективные, однако не имеющие физиологического обоснования. Вернее, это обоснование не озвучено. Последнее критично, потому как критерием совершенства того или иного алгоритма управления цветовыми стимулами является его перцепционная "начинка". Если Сергей позволит, то я озвучу более подробное суждение, высказанное приватно.
 

pell

Участник
Сообщения
221
Реакции
0
Ответ: Обсуждение статей С.Н. и колл. о яркости и контрасте

Igor Bon сказал(а):
Статьи интересные, и требуют внимательного изучения, пока я только пробежал глазами и возникли вопросы по иллюстрации преимуществ предлагаемого алгоритма работы с яркостью: почему представленные исходные изображения разные? какой алгоритм (инструментарий) работы с яркостью использовался в шопе (линейный, не линейный, математический)?
Отвечаю немного не в том порядке:
  • алгоритмы в шопе использовались ровно те, которые описаны в статье. Более подробно --- исходный файл в формате MS Windows Bitmap 24bpp, рабочее RGB пр-во IEC/4WD 61966-2-1 sRGB, menu/Image/Adjustments/Brightness_Contrast. Для Lab'овского преобразования сразу после Open делаем menu/Image/Mode/Lab color, далее --- так же;
  • исходные изображения для всех алгоритмов идентичны:confused: Где именно изображения разные? Могу,если есть сомнения, выдать несжатые TIFF'ы на 600 и 400 dpi (для некоторых изображений кропнуть все на 600 dpi не получилось:(). Могу даже, если необходимо, показать слоеный PSD.
 

4AlexK

Участник
Сообщения
39
Реакции
0
Ответ: Обсуждение статей С.Н. и колл. о яркости и контрасте

Здравствуйте!

С огромным удовольствием прочитал обе статьи. Спасибо. Пока не готов обсуждать детали - нужно немного времени на осмысление, тем более что эти статьи ссылаются на другие, которые пока что не осилил, а без них мат аппарат непонятен.
Пока что есть предложение. Там написано что у авторов есть программа иллюстрирующая приведенные алгоритмы. Может распространить ее для читателей этого форума чтобы они могли сами поиграть с разными изображениями и прокомментировать визуальные ощущения?
С уважением
Алексей
 

Dresden

20 лет на форуме
Сообщения
3 161
Реакции
665
Ответ: Обсуждение статей С.Н. и колл. о яркости и контрасте

2Pell
Вы забыли пояснить в статье о яркости, что исходные рисунки - в средней колонке. Из-за этого вся путаница.
 

pell

Участник
Сообщения
221
Реакции
0
Ответ: Обсуждение статей С.Н. и колл. о яркости и контрасте

4AlexK
Программы можно распространить. Пишите на e-mail (клик по строке с авторами, должно получится что-то вроде mailto двоеточие publication.feedback на kweii дот com), вышлю ответом. Там штук шесть--семь консольных программулек с мега-тупым "интерфейсом".
Плюс к тому, ориентировочно на следующей неделе мы выложим более удобную программу, позволяющую применять эти алгоритмы к BMP/JPEG изображениям (можно и TIFF, и PNG, но не нужно:), ибо для иллюстрации алгоритмов одного только BMP хватило бы).

Dresden
Да, об этом я как-то не подумал. В первых рисунках "про алгоритмы" оригинал слева, в предпоследних трех --- по центру. Надо будет либо переделать, либо явно прописать это прямо в легенде под рисунком.
Спасибо за помощь.
 

Alexey Shadrin

Участник
Топикстартер
Сообщения
9 260
Реакции
1 190
Ответ: Обсуждение статей С.Н. и колл. о яркости и контрасте

С разрешения С.Н. публикую фрагменты приватного обсуждения.

По яркости.

"1. Бардак с понятием "яркость", который царит и в фотометрии, и в колориметрии, и в image&imaging science в целом, заставил меня долго и мучительно размышлять над переводом английского слова "brightness". Не стану описывать ход рассуждений, недоумения относительно нелепостей в CIE-словаре и пр. Сразу дам итог: я пришел к выводу, что без прилагательных не обойтись. В результате сложилась следующая личная (!) система перевода понятий:
Luminance -- светимость (украл у астрономов) или "энергетическая яркость" (cd/m2). Сугубо энергетическое понятие. Понимаю некоторую некорректность "светимости", но для обучения и краткости она представляется мне более удачной.
Brightness -- субъективная яркость. Перцепционное понятие.
Lightness -- светлота

Мне казалось, что понятийное деление на энергетическую и субъективную яркости наведет некоторый порядок в этом вопросе, при этом сам термин "яркость" устраняется из проф. обихода (как устранен из нашего личного обихода термин "цвет", и, в зависимости от контекста, мы говорим с Андреем либо "цветовой стимул", либо "цветовое ощущение").

2. О несовершенстве алгоритмов.
Формально я должен пуститься в долгие и пространные объяснения phenomena`s, но не в состоянии этого сделать по непреодолимой лени, поэтому адресую Вас к фершильдовским "Моделям цветового восприятия".
Фершильд подробно описывает все эффекты искажения цветового тона и насыщенности при увеличении субъективной яркости стимулов (эффекты Бецольда-Брюкке, Стивенса, Ханта, Хельсона-Джадда и пр.) Если Вы не знакомы с этими (сугубо перцепционными феноменами), то такое знакомство мне представляется крайне необходимым, потому как "недостатки" алгоритмов во многом не недостатки, а молчаливая иллюстрация этих феноменов (в частности изменение цветового тона и насыщенности при сочетанном повышении интенсивности RGB-primaries). Другое дело, что нам_не_хочется, чтобы эти феномены вылезали, но были бы компенсированы алгоритмом. В таком ключе, предложенное Вами, не столько есть исправление недочетов трихроматического механизма цветокоррекции, сколько повышение его "юзуальности".
По Lab-алгоритму согласен.

3. Относительно Вашего определения.
Непонятно откуда взялась самоя матрица: на основании каких визуальных экспериментов? Откуда коэффициенты? Почему корень квадратный? Что это -- аналитический фитинг неких визуальных данных? Или сугубо теоретические построения? С чем коррелирует величина В? Каков этот коррелят -- физический или сугубо перцепционный?
Мне кажется, буквально два слова о том, каков физиологический смысл этой величины и о происхождении коэффициентов -- необходимы.

4. Если предлагаемое Вами определение будет подкреплено визуальными данными и неким теоретическим обоснованием, то вполне вероятно, оно сможет конкурировать с аналогичным механизмом в CIECAM02. Дело в том, что CIE активно рекомендует CIECAM02 в качестве математического аппарата расчета субъективной яркости графическими редакторами (имхо, обоснованно) с учетом visual phenomena`s.
Сергей, я почти уверен, что любая софтверная компания (тот же Adobe) и уж тем более CIE потребуют от вашей команды внятных объяснений, откуда взялись коэффициенты и что аппроксимируется в перцепционном плане.

Вот, таковы мои соображения по первой статье и большего, к сожалению, сказать не могу -- физиологический mentum не позволяет.

Сергей, еще одна мысль вдогонку: в статье наглядно продемонстрировано то, что предложенный алгоритм отлично работает, но, имхо, обязательно следует показать, почему? , а также как и за счет чего он учитывает известные phenomena`s?"
 

Alexey Shadrin

Участник
Топикстартер
Сообщения
9 260
Реакции
1 190
Ответ: Обсуждение статей С.Н. и колл. о яркости и контрасте

По контрасту

"1. Определения "контраста", приведенные Вами -- это яркий образчик того самого бардака, о котором я толкую уже не первый год. Четко ясно лишь одно, что к собственно контрасту эти определения не имеют отношения. Эти определения являются определениями "контрастности" -- tg угла наклона линейного участка характеристической кривой изображения. Пожалуй, ни в одном из понятий нет такого сумбура, как в контрасте (и контрастности). Плюс к тому, в эти же определения подмешаны еще и микроконтрасты. С Вашими выводами о неприемлемости телевизионого и стандартного определений я полностью солидарен.
2. С Вашим определением контраста я был бы согласен на все 100%, если бы понимал, что Вы именуете собственно яркостью. Но если величина В в Вашем толковании -- это все-таки энергетический показатель, то Ваше определение контраста я назову определением "энергетического контраста изображения" и соглашусь с ним полностью. Единствненое, что добавлю -- это lg -- для удобства цифирь.
Но есть еще "визуальный контраст изображения" -- визуальная разница между глубокими тенями (перцепционной черной точкой) и высокими светами (перцепционной белой точкой). Этот контраст бывает в свою очередь "полноценным" и "неполноценным". Чтобы пояснить полноценность и неполноценность я должен пуститься в пространные рассуждения об адаптации зрения по контрасту и о связи контраста визуального с контрастом энергетическим. Но, если не путаю, мы их изложили в нашей книжке."
 

pell

Участник
Сообщения
221
Реакции
0
Ответ: Обсуждение статей С.Н. и колл. о яркости и контрасте

Alexey Shadrin сказал(а):
2. С Вашим определением контраста я был бы согласен на все 100%, если бы понимал, что Вы именуете собственно яркостью. Но если величина В в Вашем толковании -- это все-таки энергетический показатель, то Ваше определение контраста я назову определением "энергетического контраста изображения" и соглашусь с ним полностью. Единствненое, что добавлю -- это lg -- для удобства цифирь.
Со словом "энергетический" я лично согласен полностью. Собственно, к нашей "яркости" (я уже начинаю потихоньку ненавидеть это слово:) ) такую же приставку можно добавить. Только надо внимательно разобраться, насколько эта приставка оправдана. Что мне, как математику, делать не очень, пусть нас рассудит С.Н.
Есть еще один момент. Слово "глобальный", которое в статье упоминается ровно два раза. Это слово, по хорошему, надо бы было приписывать к слову "контраст" каждый раз. Ибо это характеристика изображения в целом. Забегая вперед, могу сказать, что локальные контрасты тоже бывают. И именно там все самое интересное.
И про lg. Мы договорились сегодня измерять глобальный (энергетический?) контаст в децибелах, т.е. 0.1*lg, ибо это действительно удобней, чем непонятная дробь.
 

Alexey Shadrin

Участник
Топикстартер
Сообщения
9 260
Реакции
1 190
Ответ: Обсуждение статей С.Н. и колл. о яркости и контрасте

pell сказал(а):
глобальный (энергетический?) контраст в децибелах, т.е. 0.1*lg, ибо это действительно удобней, чем непонятная дробь.
Когда прочитал "глобальный", подумал, что за ним стоит "general", но оказалось "global". Долго думал и пришел к мысли, что слово "глобальный" еще пригодится -- для системы: изображение-окружение-фон. В отношении же самоего изображения предлагаю термины "общий энергетический контраст", "локальный энергетический контраст" и "'энергетический микроконтраст".
Слово энергетический (как я понял из объяснения Сергея -- речь именно об энергетических контрастах) здесь нужно, имхо, обязательно, потому как имеет место и контраст перцепционный (в сети можно легко найти изумительную книжку В. Железнякова "Цвет и контраст", ВГИК -- рекомендую, хотя и есть ошибки).
Таким образом, схема физический показатель/перцепционный показатель
Строится так:
Общий энергетический контраст изображения/визуальный контраст изображения
Локальный энергетический контраст/тональный контраст изображения
Энергетический микроконтраст/воздушность.
Последнее можно смело выкинуть -- это я до кучи.
 

Шарфюрер

12 лет на форуме
Сообщения
2 647
Реакции
693
Ответ: Обсуждение статей С.Н. и колл. о яркости и контрасте

Извиняюсь за наивный вопрос, не могли бы вы пояснить насчет Алгоритма KWE изменения яркости.
т.е.
• Объяснить чуть по проще сущность этого алгоритма
• Каким образом практически реализуется
Спасибо.
 

C.H.

Участник
Сообщения
152
Реакции
1
Ответ: Обсуждение статей С.Н. и колл. о яркости и контрасте

Alexey Shadrin сказал(а):
Luminance -- светимость (украл у астрономов) или "энергетическая яркость" (cd/m2). Сугубо энергетическое понятие.
Алексей, у вас получилось некоторое расхождение с тем, что принято в физике.
Энергетическая яркость это Radiance и измеряется в W m-2 sr-1.
Luminance (измеряется в cd/m2) – это фотометрическая яркость.
Это характеристики участка поверхности светящегося тела. Кроме того еще есть характеристики характеризующее излучение всего тела. Например, Radiant intensity (измеряется в в W/sr) и светимость (которая измеряется в относительных логарифмических единицах и применяется для объектов, угловые размеры которых не могут быть определены из-за их малости).

Непонятно откуда взялась самоя матрица: на основании каких визуальных экспериментов? Откуда коэффициенты? Почему корень квадратный? Что это -- аналитический фитинг неких визуальных данных? Или сугубо теоретические построения? С чем коррелирует величина В? Каков этот коррелят -- физический или сугубо перцепционный?
Теоретические построения. Основное от чего мы отталкивались.
1. Luminance или Y – компонента цветового вектора – это всего лишь проекция на одно из возможных направлений в цветовом пространстве. В основу стандарта заложен эксперимент, который, на мой взгляд, содержит систематическую ошибку. В конце 20-х годов колориметрия пошла на компромис приняв фотометрическое определение яркости. Но об этом почему-то не любят вспоминать.
2. С нашей точки зрения длина вектора больше подходит на роль основной характеристики цветового вектора, чем любая из его координат. Но для вычисления длины необходима метрика, а с решением этой задачи колориметристы не могли справится долгое время, поэтому и возникли решения типа: считать любую колориметрическую систему ортонормальной или считать решение проблемы метрики излишней роскошью. Первое решение проблемы метрики в 80-х годах прошлого века предложил Cohen J. B., “Visual Color and Color Mixture: The Fundamental Color Space”, Univ. of Illinois Pr, (2000).
3. В ортонормальной координатной системе (например, DEF) длина вектора считается по теореме Пифагора. В косоугольной координаткой системе надо использовать более сложные формулы (см. Коэн и Коэн Справосник по математике формула 14.7-2). Более подробно о метриках в статье http://www.kweii.com/site/color_theory/ccs.pdf
4. При одном и том же спектральном составе B пропорциональна Radiance и Luminance. Но излучениям с одинаковыми значениями Radiance или Luminance и разными спектральными составами могут соответствовать различные значения В.
5. Перцепционная корреляция имеет место, т.к. мы используем цветовой вектор а не энергетическую яркость.
6. Ни одна из известных нам величин, претендующих на перцепционную яркость в вашем понимании, таковыми не являются.

..."недостатки" алгоритмов во многом не недостатки, а молчаливая иллюстрация этих феноменов... В таком ключе, предложенное Вами, не столько есть исправление недочетов трихроматического механизма цветокоррекции, сколько повышение его "юзуальности".
Позвольте с вами не согласиться. Все алгоритмы (кроме нашего) страдают отсутствием связи с определением и действуют по принципу: я меняю, что умею (яркость и все остальное, что под руку попало) , а вы выкручивайтесь как можете. Объяснять это различными феноменами можно, но только после того как будет создан алгоритм меняющий яркость и только яркость (для каждого из определений, которые будут претендовать на это). До сих пор ведь не сделан софт, в котором изменяется Y и только Y, а X и Z остаются постоянными.

... в статье наглядно продемонстрировано то, что предложенный алгоритм отлично работает, но, имхо, обязательно следует показать, почему? , а также как и за счет чего он учитывает известные phenomena`s?"
Просто мы реализовали алгоритм, который регулирует яркость подобно тому как это делает привычная фотографам экспокоррекция.
 

C.H.

Участник
Сообщения
152
Реакции
1
Ответ: Обсуждение статей С.Н. и колл. о яркости и контрасте

Шарфюрер сказал(а):
Извиняюсь за наивный вопрос, не могли бы вы пояснить насчет Алгоритма KWE изменения яркости.
т.е.
• Объяснить чуть по проще сущность этого алгоритма
• Каким образом практически реализуется
Спасибо.

• Реализован алгоритм, который регулирует яркость подобно тому как это делает привычная фотографам экспокоррекция.
• На следующей неделе выложим софт, который это делает
 

C.H.

Участник
Сообщения
152
Реакции
1
Ответ: Обсуждение статей С.Н. и колл. о яркости и контрасте

pell сказал(а):
Со словом "энергетический" я лично согласен полностью. Собственно, к нашей "яркости" (я уже начинаю потихоньку ненавидеть это слово:) ) такую же приставку можно добавить. Только надо внимательно разобраться, насколько эта приставка оправдана. Что мне, как математику, делать не очень, пусть нас рассудит С.Н.
Слово "энергетический" было бы оправдано, если бы мы оперировали с Radiance.
Более уместны прилагательные: колориметрический или трихроматический
Зарезервировав для других определений : перцепционный, психофизиологический, художественный.
Единственное прилагательное, которое мне не хотелось бы увидеть в своих работах - это психофизический. Однокурсники засмеют.
 

german

20 лет на форуме
Сообщения
4 566
Реакции
649
Ответ: Обсуждение статей С.Н. и колл. о яркости и контрасте

C.H. сказал(а):
• На следующей неделе выложим софт, который это делает
Сергей, а он на маке будет работать?
 

pell

Участник
Сообщения
221
Реакции
0
Ответ: Обсуждение статей С.Н. и колл. о яркости и контрасте

german сказал(а):
Сергей, а он на маке будет работать?
Являясь, к сожалению, главным разработчиком упомянутой программы, могу утверждать: "Да, будет". Более того, эта программа будет работать на *любой* не менее, чем 32bit архитектуре (на 16bit заточить можно, но не нужно), где есть стандартный ISO/IEC 14882 C++ компилятор (если я не ошибаюсь, то напрямую libc мы не используем).
Так как GCC (GNU Compilers Collection) на маках есть, то будет гарантированно. Одно "но" --- в настоящий у нас нет ни мака, ни, кажется, кросс-компилятора для маков.

Так что у Вас есть два варианта:
1) подождать, пока мы не купим мак (а купим обязательно);
2) приехать к нам в гости со своим MacBook, и мы соберем на нем маковский билд:)
 

hardrain79

15 лет на форуме
Сообщения
24
Реакции
0
Ответ: Обсуждение статей С.Н. и колл. о яркости и контрасте

pell сказал(а):
Являясь, к сожалению, главным разработчиком упомянутой программы, могу утверждать: "Да, будет".
1) подождать, пока мы не купим мак (а купим обязательно);
2) приехать к нам в гости со своим MacBook, и мы соберем на нем маковский билд:)
Если Вы можете предоставить исходные коды, могу собрать на Маке и распространить в сообществе.
 

Шарфюрер

12 лет на форуме
Сообщения
2 647
Реакции
693
Ответ: Обсуждение статей С.Н. и колл. о яркости и контрасте

C.H. сказал(а):
• Реализован алгоритм, который регулирует яркость подобно тому как это делает привычная фотографам экспокоррекция.
• На следующей неделе выложим софт, который это делает
Большое спасибо, жду софта с нетерпением :)
Кстати, а где будет выложен?
 

german

20 лет на форуме
Сообщения
4 566
Реакции
649
Ответ: Обсуждение статей С.Н. и колл. о яркости и контрасте

pell сказал(а):
Так что у Вас есть два варианта:
1) подождать, пока мы не купим мак (а купим обязательно);
2) приехать к нам в гости со своим MacBook, и мы соберем на нем маковский билд:)
У меня под столом стоит старый проапгрейденный мак до G3. Могу Вам просто его отдать. На него вроде как 10-ку ещё можно поставить. Даже попрошу aspirin помочь мне в этом :)
 
Статус
Закрыто для дальнейших ответов.