Per Grassmann ad astra

  • Автор темы Автор темы saabmount
  • Дата начала Дата начала
Статус
Закрыто для дальнейших ответов.
S

saabmount

Гость
Топикстартер
Хотелось бы предложить один из вариантов того, что МОЖНО делать дальше - взгляд со сторорны.

Я, вообще-то кибернетик, так сказать по праву первородства. Много занимался проблемами АВТОМАТМЧЕСКОГО анализа изображений (с прикладными целями - наши танки должны быть быстры).
Изучая классику этой области, я обнаружил (как и в компьютерной графике) мешанину подходов, моделей и частных методов.
И (как кибернетика) меня заинтересовала систематизация в этой области.
Ранее вместе с аспирантом мы довели до логического завершения раздел компьютерной графики.
Это значит, что с использованием введенного математического аппарата ВСЕ задачи компьютерной графики сводятся к сравнительно простым уравнениям, которые потом визуализируются некоторым графическим движком (его мы тоже сделали).
Если заинтересует, могу выложить где-нибудь статьи.

И вот настал черед и цветовой теории.

На каком базисе можно ее систематизировать?
Ответ дается в последних работах широко известного в узких кругах американца L. Zadeh (того, что fuzzy, если кто знает).

Он предложил считать эталонм решения ОЧЕНЬ СЛОЖНЫХ задач (в широкой области) подход, имитирующий подход человека. Такой подход он назвал перцептуальным (варваризм с английского).
Впрочем, при личном обсуждении он настаивал на сохранении этого варваризма (русский для него родной).

Сам Zadeh занимается восприятием речи, особенно сложных и неоднозначных выражений.
А наша группа (так уж сложилось) занимается реализацией этой общей идеи - моделировать восприятие человеком - в области автоматического восприятия изображений.

Разница тут в том, что Zadeh и его команда в Беркли (а также куча народу по всему свету) достигли весьма впечатляющих успехов в анализе одномерной информации (тех самых высказываний).
А вот в области восприятия многомерных данных (начиная с двумерных, коими являются изображения) пока еще конь валялся только у нас и в Бристоле (там есть группа).

Какое отношение это имеет к колориметрии?

Само собой, чтобы имитировать восприятие человеком, особенно геометрических объектов и таковых же окрашенных, следует отталкиваться от имеющегося теоретического базиса.

Как мы оттолкнулись?

Основой подхода L.Zadeh (ну и нашего, собственно мы придумали его и без Zadeh, а потом оказалось что основные мысли совпали) является идея ИНФОРМАЦИОННОЙ ГРАНУЛЯЦИИ. Это новое и очень широкое понятие (зонтичный термин) охватывающее множество известных разделов (дискретизация, квантование и т.д.) и приводящее их к ЕДИНОЙ СИСТЕМЕ описания.

С точки зрения практики такой подход позволил нам решить ряд задач, связанных с автоматическим анализом изображений зашумленных, искаженных, малоразмерных и т.д.

Это была присказка. Переходим к сказке.

Наконец руки у нас дошли и до цветовых пространств.
А тут уже продуктивен не чисто аоглебраический, а геометрический подход.
И что же мы обнаружили?
Году где-то в 1921 F. Klein (тот, что Эрлангенская программа) вплотную взялся за ТЕОРИЮ ГРАССМАННА (вот мы и приплыли к одной из тем данного форума, которая нас и побудила написать сюда).
Книга называется "Элементарная математика с точки зрения высшей", в 2-х томах. Ее можно было скачать на ihtik (но, похоже, его прихлопнули).
Можно поискать и с помощью ebdb.

Так вот, в этой книжке Klein, опираясь на линейную теорию Грассманна, построил всю аналитическую геометрию!! (том 2).

Мы пошли дальше, и, опираясь на подход Klein-Грассманн, разработали модели представления информации в ЦВЕТОВЫХ пространствах HSV (коническое или цилиндрическое пространство).

Вот и осталось позади мнение о том, что Грассманн - это раздел ЛИНЕЙНОЙ алгебры.

Так вот кратенько о нашем тернистом пути per Grassmann ad astra (в смысле цветных).

Файл последней набросочной статьи прилагаю.
Качество - какое получилось, ибо 200 Mb - это маловато...

Кого заинтересует, можно обсудить подробнее.
 

Вложения

Ответ: Per Grassmann ad astra

Всем - привет.

Здравствуйте, saabmount.
Классика!!! Вы даже не задаетесь вопросами: что такое изображение, что такое цвет, как воздействие стимула превращается в ощущение... Даешь мат. модель! Модель чего?! А неважно, зато как классно работает.

Если я не прав, дайте, пожалуйста, ответы на эти вопросы.

С уважением, Андрей Френкель.

P.S.
Откуда категорическое утверждение, что HSV - наилучшая модель? И как Вы понимаете, что такое эти самые Hue, Saturation и Value? Уверяю Вас, что насыщенность и чистота цвета - это категорически не одно и тоже.

P.P.S.
Очень жаль, но я по недостаточной математической образованности, не в состоянии оценить красоту и полезность Ваших формул, а Вы, как мне кажется, не в состоянии объяснить это, т.к. сами не очень представляете про что они.
 
Ответ: Per Grassmann ad astra

В этом, возможно, что-то есть… Буду разбирать.

1. Конструктивный подход – да.
2. Преобразования, операции распознавания, это как я навскидку понял….

Чего Нет:
1. Изначально нет метрики. Вы её постулировать можете только извне… А как ?
2. Тут многие об этом мечтают – из физики взять. Уверяю Вас – там её нет.

Вот где собака закопана…

Но, безусловно, делать что-то нужно…
 
Ответ: Per Grassmann ad astra

Andrey Frenkel сказал(а):
Всем - привет.

Здравствуйте, saabmount.
Классика!!! Вы даже не задаетесь вопросами: что такое изображение, что такое цвет, как воздействие стимула превращается в ощущение... Даешь мат. модель! Модель чего?! А неважно, зато как классно работает.

Если я не прав, дайте, пожалуйста, ответы на эти вопросы.

С уважением, Андрей Френкель.

P.S.
Откуда категорическое утверждение, что HSV - наилучшая модель? И как Вы понимаете, что такое эти самые Hue, Saturation и Value? Уверяю Вас, что насыщенность и чистота цвета - это категорически не одно и тоже.

P.P.S.
Очень жаль, но я по недостаточной математической образованности, не в состоянии оценить красоту и полезность Ваших формул, а Вы, как мне кажется, не в состоянии объяснить это, т.к. сами не очень представляете про что они.


Итак, спасибо за внимание.
Приятно было услышать Ваши отзывы, потому что у себя я общаюсь с людьми, для которых пошевелить извилиной - труд непосильный.
Да и ненужный - они уже состоялись.

Перейдем к обсуждению.

Да, меня действительно не волнуют биологические вопросы. Дело в том, что, по определению - модель есть упрощенное описание действительности. И меня вполне устраивают рассуждения, приведенные в литературе при построении модели HSV.
Математически выражаясь, это есть переход от координат RGB к цилиндрическим или коническим координатам (естественно, в новых переменных).
И вообще модели биологии строятся на основе довольно просто сформулированных устно законов, надо только их сформулировать и математически. Популяционная динамика например. Или та же теория восприятия цвета.
Кстати, а где сказано, что HSV- лучшая система?
Для этого нужен какой-то глобальный критерий (попахивает Богом). HSV соответствует законам восприятия (перцепции) цвета человеком, и, следовательно, годится для заявленных целей.


Так что положимся на тех, кто ввел HSV и пойдем дальше.

А куда - дальше? Чем МАТЕМАТИЧЕСКАЯ модель отличается от устной, ментальной и т.д.?
Тем, что будучи однажды построенной, матмодель начинает жить своей жизнью и обнаруживать свою внутреннюю логику (см., например Фейнман, "Природа физических законов"). В этом ее ценность.
И если ее логика совпадает с тем, что мы получаем из опыта, эта модель имеет право на жизнь. Пока ее не отбросят для более точной. Никакой трагедии в этом нет. Это обычная работа.

Объяснить красоту идеи тому, кто не понимает в теме - тяжкий труд. Спасибо хотя бы за то, что Вы признались в этом.
Красота здесь заключается в неожиданности.
Теория Грассманна - довольно узкий и темный раздел математики, ранее не интересный никому, кроме математиков, да и то линейных алгебраистов.
И вдруг приходит Klein, который в своей книге делает теорию Грассманна прозрачной и аппликабельной.
Но - строго в декартовых координатах.

Ну а следующий шаг - мы сделали это теперь и в недекартовых координатах. И это полезно для инжиниринга - гипотез не измышляем.

P.S. вы интуитивно совершенно правы в том, что я не совсем понимаю смысл этих формул (пока). Они правильные и работают (это проверяется объективно).
Они получены по интуиции прикладника для частных случаев (полезных на практике).
Следующий шаг - разобраться в их смысле и связи между собой и получить общие выводы.
Это стандартный путь развития новых тем.
Собственно, для этого я и выложил их сюда, где работают люди, связанные с практикой колориметрии.
А мы входим в эту область сбоку и со своими идеями.
Как говаривал Фурье (тот что Жан Батист, а не Симеон) - успеха следует искать на пересечении дисциплин.

Жду дальнейшей критики.
 
Ответ: Per Grassmann ad astra

Tau_0 сказал(а):
В этом, возможно, что-то есть… Буду разбирать.

1. Конструктивный подход – да.
2. Преобразования, операции распознавания, это как я навскидку понял….

Чего Нет:
1. Изначально нет метрики. Вы её постулировать можете только извне… А как ?
2. Тут многие об этом мечтают – из физики взять. Уверяю Вас – там её нет.

Вот где собака закопана…

Но, безусловно, делать что-то нужно…

Огромное спасибо за Ваши замечания!
Вы совершенно точно ухватили суть проблемы.
Метрики тут нет и быть не может. Мы ищем методы работы без метрики.
Почему?
Понятие метрики применимо только для пространств весьма простой алгебраической структуры (лапидарно говоря, представимых в виде множеств некоторых точек).
До поры до времени метрический подход был плодотворен.
Но! Переходя к задачам, где объекты сравнения являются неточечными (составными) мы теряем возможность построить метрику даже теоретически!
Как жить?
Например, задача распознавания - ребенок похож на папу, похож на маму - но папа не похож на маму!
В сложных случаях возможно только нетранзитивное отношение, называемое сходством.

Так вот покрытия, получаемые с помощью грассмановских примитивов, дают возможность построить отношения сходства. Но об этом в статье места не хватило (было в других работах).

Итак, это попытка уйти от классического Pattern recognition - читай сравнение векторов признаков - к новым методам распознавания и т.п. (в духе Zadeh это и называется информационной грануляцией).

P.S. Точно так же в физике метрика вводится искусственно. Вон Логунов сколько лет бьется из-за метрики с тенью Великого Старца.

P.P.S. Ну и захотелось обобщить операторы преобразования цветовых координат. А то в доступных книжках они так по-детски вводятся...
А ведь есть законченная теория конформных преобразований.

Надеюсь сделать это и при Вашем участии.
 
Ответ: Per Grassmann ad astra

Всем - привет.

Здравствуйте,saabmount.
saabmount сказал(а):
Кстати, а где сказано, что HSV- лучшая система?
Для этого нужен какой-то глобальный критерий (попахивает Богом).
Вот цитата из вашей работы:"Наиболее соответствующей цветовым прецепциям человека моделью восприятия цвета является модель HSV."


saabmount сказал(а):
HSV соответствует законам восприятия (перцепции) цвета человеком, и, следовательно, годится для заявленных целей. Так что положимся на тех, кто ввел HSV и пойдем дальше.
Достаточно ли Вы про эти законы знаете. Почему не LCH, или Манселовская система, или NKS, или Colorcurvsystem и т.д.??? Почему не положиться на тех, кто вводил эти системы?

saabmount сказал(а):
Объяснить красоту идеи тому, кто не понимает в теме - тяжкий труд. Спасибо хотя бы за то, что Вы признались в этом..
Пожалуйста.
Но штука в том, что, с моей точки зрения, это Вы «плаваете» в теме. Если тема у нас математика, то я, а если зрение, то Вы.

saabmount сказал(а):
И меня вполне устраивают рассуждения, приведенные в литературе при построении модели HSV.
Математически выражаясь, это есть переход от координат RGB к цилиндрическим или коническим координатам (естественно, в новых переменных).
Скажем мягко: это полная бессмыслица. На этом этапе (физически/биологически очень и очень сложном) первоначальные данные об энергетических характеристиках стимула превращаются в данные о сложном перекрестном сравнении этих характеристик с характеристиками других стимулов. Соответственно, для вычислений необходимы данные об этих других стимулах. Что Вы как-то не учитываете… Поскольку, кажется, ничего об этом не слышали.

saabmount сказал(а):
вы интуитивно совершенно правы в том, что я не совсем понимаю смысл этих формул (пока). Они правильные и работают (это проверяется объективно).
Где они «работают» и как это проверяется?
Пожалуйста, попробуйте объяснить, что же Вы пытаетесь вычислить? С физической точки зрения.

saabmount сказал(а):
И вообще модели биологии строятся на основе довольно просто сформулированных устно законов, надо только их сформулировать и математически. …………Или та же теория восприятия цвета.
Воистину, простота иной раз хуже воровства. (с) народная мудрость.
Вы перепутали простоту использования цветовых ощущений с безумно сложным устройством для получения этих самых ощущений. Для того, чтобы красный помидор человек воспринимал красным в любых условиях (почти в любых) Господу Богу (или Природе – кому как нравится) пришлось создать поразительно сложный аппарат зрения. Там огромное количество красивейших и совершенно неожиданных инженерных решений.

saabmount сказал(а):
А куда - дальше? Чем МАТЕМАТИЧЕСКАЯ модель отличается от устной, ментальной и т.д.?
Тем, что будучи однажды построенной, матмодель начинает жить своей жизнью и обнаруживать свою внутреннюю логику (см., например Фейнман, "Природа физических законов"). В этом ее ценность.
И если ее логика совпадает с тем, что мы получаем из опыта, эта модель имеет право на жизнь. Пока ее не отбросят для более точной. Никакой трагедии в этом нет. Это обычная работа.
Логика математической модели должна совпадать с логикой процесса, который она пытается описывать. Чем меньше это совпадение, тем меньше точность и предсказуемость, тем меньше понимание области применимости модели и возможных ошибок.

Повторюсь, пожалуйста, попробуйте объяснить, что же Вы пытаетесь вычислить?

С уважением, Андрей Френкель.
 
Ответ: Per Grassmann ad astra

Господа!
Я получил несколько приватных писем с упреком в бане saabmount. Дабы не создавалось впечатления, что "на rudtp устраняют неугодные мнения" (такая точка зрения активно разогревается несколькими местными флудерами), в аттаче находится сообщение saabmount, послужившее поводом к перманентному бану. Полагаю, комментарии излишни.
 

Вложения

  • Saabmount.gif
    Saabmount.gif
    40.9 КБ · Просм.: 929
Статус
Закрыто для дальнейших ответов.