Алгоритм перевірки подібності кольорів

Я шукаю алгоритм, який порівнює два кольори RGB і генерує значення їх подібності (де подібність означає "схожий щодо середнього сприйняття людиною").

Будь-які ідеї?

РЕДАГУВАТИ :

Оскільки я вже не можу відповісти, я вирішив поставити своє "рішення" як редагування питання.

Я вирішив використати (дуже) невелику підмножину справжнього кольору у своєму додатку, щоб я міг самостійно обробляти порівняння кольорів. Я працюю приблизно з 30 кольорами і використовую жорстко закодовані відстані між ними.

Оскільки це був додаток для iPhone, я працював з object-C, і реалізація є більш-менш матрицею, що представляє таблицю нижче, яка показує відстань між кольорами.

Відстань RGB в евклідовому просторі не дуже "схожа на середнє сприйняття людиною"

Ви можете використовувати кольоровий простір YUV , він враховує цей фактор:

|  Y' |      |  0.299    0.587    0.114   | | R |
|  U  |  =   | -0.14713 -0.28886  0.436   | | G |
|  V  |      |  0.615   -0.51499 -0.10001 | | B |

Для цього також можна використовувати кольоровий простір CIE .

РЕДАГУВАТИ:

Зазначу, що кольоровий простір YUV - це недороге наближення, яке можна обчислити за допомогою простих формул. Але це не є перцептивно рівномірним. Перцептивно рівномірний означає, що зміна однакової кількості значення кольору має спричинити зміну приблизно однакової візуальної важливості. Якщо вам потрібна більш точна та строга метрика, ви обов’язково повинні розглянути кольоровий простір CIELAB або інший сприйманий рівномірний простір (навіть якщо немає простих формул для перетворення).

Я б рекомендував використовувати CIE94 (DeltaE-1994), це, як кажуть, гідне відображення сприйняття кольором людини. Я досить багато використовував його у своїх програмах, пов’язаних із комп’ютерним зором, і я дуже задоволений результатом.

Однак провести порівняння досить обчислювально:

1. RGB to XYZ для обох кольорів
2. XYZ to LAB для обох кольорів
3. Diff = DeltaE94(LABColor1,LABColor2)

Формули (псевдокод):

• Формули перетворення кольорів: http://www.easyrgb.com/?X=MATH
• Формули Delta-E: http://www.easyrgb.com/index.php?X=DELT

Тут є чудова публікація на тему кольорових відстаней: http://www.compuphase.com/cmetric.htm

Якщо цей ресурс зникне, висновок автора полягає в тому, що найкраще недороге наближення до відстані між двома кольорами RGB можна досягти за допомогою цієї формули (у коді С ).

typedef struct {
   unsigned char r, g, b;
} RGB;

double ColourDistance(RGB e1, RGB e2)
{
  long rmean = ( (long)e1.r + (long)e2.r ) / 2;
  long r = (long)e1.r - (long)e2.r;
  long g = (long)e1.g - (long)e2.g;
  long b = (long)e1.b - (long)e2.b;
  return sqrt((((512+rmean)*r*r)>>8) + 4*g*g + (((767-rmean)*b*b)>>8));
}

Людське сприйняття слабше за насиченістю, ніж інтенсивність.

Наприклад, у комерційному відео кольорові простори YCbCr / YPbPr (також звані Y'UV) зменшують роздільну здатність інформації про кольоровість, але зберігають яскравість (Y). При цифровому стисненні відео, такому як 4: 2: 0 та 4: 2: 2, зменшується бітрейт кольоровості через відносно слабше сприйняття.

Я вважаю, що ви можете розрахувати функцію відстані, надаючи вищий пріоритет над яскравістю (Y) і менший пріоритет над кольоровістю.

Крім того, за низької інтенсивності людський зір практично чорно-білий. Тому функція пріоритету є нелінійною, оскільки для низької яскравості (Y) ви додаєте все менше і менше ваги кольоровості.

Інші наукові формули: http://en.wikipedia.org/wiki/Color_difference

Сприйняття кольору не євклідове. Будь-яка формула відстані буде одночасно і досить хорошою, і жахливою. Будь-яка міра, заснована на евклідовій відстані (RGB, HSV, Luv, Lab, ...), буде достатньо хорошою для подібних кольорів, показуючи, що аква близька до чирок. Але для не близьких значень це стає довільним. Наприклад, червоний ближче до зеленого чи до синього?

З поширених запитань про кольори Чарльза Пойнтона :

Системи XYZ та RGB далеко не демонструють одноманітність сприйняття. Знайшовши перетворення XYZ у досить сприйнятливий для сприйняття простір, витрачений десять років і більше на CIE, і врешті-решт жодної системи не вдалося узгодити.

Подібність кольорів у кубі RGB вимірюється евклідовою відстанню (використовуйте формулу Піфагора).

РЕДАГУВАТИ: Якщо замислитися, це повинно бути справедливим і для більшості інших кольорових просторів.