Color Constancy

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出版者:John Wiley & Sons Inc
作者:Ebner, Marc
出品人:
页数:408
译者:
出版时间:2007-6
价格:1309.00元
装帧:HRD
isbn号码:9780470058299
丛书系列:
图书标签:
  • 计算机视觉
  • 图像处理
  • 图像处理
  • 计算机视觉
  • 颜色科学
  • 图像恢复
  • 视觉感知
  • 色彩恒常性
  • 图像分析
  • 机器学习
  • 深度学习
  • 图像增强
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具体描述

A human observer is able to recognize the color of objects irrespective of the light used to illuminate them. This is called color constancy. A digital camera uses a sensor to measure the reflected light, meaning that the measured color at each pixel varies according to the color of the illuminant. Therefore, the resulting colors may not be the same as the colors that were perceived by the observer. Obtaining color constant descriptors from image pixels is not only important for digital photography, but also valuable for computer vision, color-based automatic object recognition, and color image processing in general. This book provides a comprehensive introduction to the field of color constancy, describing all the major color constancy algorithms, as well as presenting cutting edge research in the area of color image processing. Beginning with an in-depth look at the human visual system, Ebner goes on to: examine the theory of color image formation, color reproduction and different color spaces; discuss algorithms for color constancy under both uniform and non-uniform illuminants; describe methods for shadow removal and shadow attenuation in digital images; evaluate the various algorithms for object recognition and color constancy and compare this to data obtained from experimental psychology; set out the different algorithms as pseudo code in an appendix at the end of the book. Color Constancy is an ideal reference for practising engineers, computer scientists and researchers working in the area of digital color image processing. It may also be useful for biologists or scientists in general who are interested in computational theories of the visual brain and bio-inspired engineering systems.

探索视觉的奥秘:从感知到现实的奇妙旅程 我们的世界,色彩斑斓,瞬息万变。从清晨的第一缕阳光,到黄昏的余晖,再到黑夜中星辰的闪烁,色彩以其无穷的魅力,塑造着我们对世界的感知。然而,当我们以为自己能准确捕捉到眼前的一切时,一场关于色彩的无声较量早已在我们的视觉系统中悄然上演。这便是我所要探讨的,一个关于色彩稳定性的迷人领域——“色彩恒常性”。 “色彩恒常性”并非仅仅是物理学中光波波长的简单叠加,也不是摄影师手中的滤镜调整,它是一项深植于我们生物体内的精妙机制,一种令人惊叹的认知能力。正是因为有了它,我们才能在不同的照明条件下,如同一位经验丰富的艺术家,能够大致稳定地识别出同一物体的颜色。想想看,如果在阳光下,一棵树叶呈现出翠绿色,而转到阴影下,它就变成灰蒙蒙的一片;或者,我们在室内观看一张红色的沙发,到了室外,它就变成了一种难以名状的棕褐色,那么我们的视觉世界将该是多么混乱不堪。正是色彩恒常性,为我们提供了一个相对稳定的色彩体验,让我们得以在纷繁复杂的光线变化中,依旧分辨出苹果的红、天空的蓝、草地的绿。 那么,这项非凡的能力是如何运作的呢?它并非单靠眼睛这扇“窗户”就能完成。事实上,色彩恒常性的实现,是一场视觉系统与大脑之间复杂而默契的协同合作。当光线照射到物体表面时,物体会反射出不同波长的光。这些反射光进入我们的眼睛,被视网膜上的感光细胞接收,并转化为神经信号。然而,我们所接收到的信号,并非直接等于物体的“真实”颜色。因为,这些信号受到当前环境光照颜色的强烈影响。例如,在偏黄的灯光下,白色的纸张反射出的光,其光谱构成会偏向黄色;而在偏蓝的荧光灯下,它则会偏向蓝色。如果我们的视觉系统只是简单地将接收到的光信号呈现出来,那么同一张白纸,在我们眼中就会呈现出不同的色彩,这无疑会极大地干扰我们的正常认知。 色彩恒常性之所以能够克服这一挑战,是因为它不仅仅是一个“接收器”,更是一个“处理器”和“解释器”。当光信号进入大脑后,大脑会进行一系列复杂的计算和推断。它会主动地“减去”或“补偿”掉环境光照颜色的影响,从而“校正”物体的颜色。这个过程,类似于我们用减法来找出事物的本质。假设我们知道当前环境光偏黄,大脑就会“预料”到,物体的真实颜色会被这种黄色光所“染色”,于是便会主动地将这种黄色的影响“剥离”出去,从而呈现出我们所熟悉的颜色。 这个“补偿”的过程,又涉及到哪些关键的元素呢?首先,视觉系统需要准确地感知到当前环境光照的颜色。我们并非直接感知到“环境光”,而是通过感知物体表面的反射光,并与其他物体表面的反射光进行对比,来推断出环境光的特性。例如,当我们看到一张白纸,它在理论上应该反射所有波长的光。如果这张白纸在我们眼中呈现出偏蓝的色调,那么我们的大脑就会推断出,当前的环境光可能偏黄,从而对感知到的颜色进行补偿。这个“参照”机制,在色彩恒常性的实现中起着至关重要的作用。 其次,大脑还需要对场景中的不同物体进行“相对”的比较。同一个物体,在不同的光照下,反射的光谱会发生变化,但它与同一场景下其他物体的颜色相对关系,却相对稳定。例如,红色苹果和绿色草地,无论是在阳光下还是阴影下,红色苹果通常都会比绿色草地反射出更多长波长的光,并且这种相对的比例关系变化不大。大脑正是通过分析这些相对的颜色关系,来推断出物体的颜色,并进一步实现色彩恒常性。 这种精妙的补偿机制,在很大程度上是一种“推断”和“预测”的过程。大脑并非被动地接收视觉信息,而是积极主动地构建我们所感知的世界。它会利用过去的经验、对光照环境的知识,以及场景中物体的相互关系,来“猜测”物体最有可能的颜色。这种预测性的编码,使得我们的视觉系统能够以极高的效率,在动态变化的光线环境中,保持对物体颜色的稳定感知。 色彩恒常性并非一个绝对的概念,它在不同的条件下,其稳定程度也会有所变化。例如,当光照变化非常剧烈,或者场景中缺乏足够多的参照物体时,色彩恒常性就会受到一定程度的影响。我们会发现,在极端的黄昏或黎明,或者在完全单一颜色的房间里,物体的颜色似乎会变得不那么“准确”。这恰恰说明了,色彩恒常性并非一成不变的,它依赖于复杂的环境信息和大脑的计算能力。 这项能力,对于我们理解世界、生存发展,都具有非凡的意义。它帮助我们有效地识别和区分物体,例如,区分成熟的果实和未成熟的果实,辨别有毒的植物和可食用的植物。它也为我们提供了更稳定、更一致的视觉体验,使得我们的日常生活更加便捷和舒适。想象一下,如果没有色彩恒常性,我们每天都需要花费大量的时间和精力,去适应不断变化的色彩,这无疑会大大增加我们的认知负担。 更深层次来看,色彩恒常性的研究,也为我们提供了理解人类认知能力、大脑工作机制的窗口。它让我们看到,人类的视觉系统并非仅仅是一个简单的“照相机”,而是一个高度复杂的、能够进行主动学习、推理和预测的智能系统。对色彩恒常性的深入探索,有助于我们理解视觉感知的基础,甚至对人工智能的视觉识别技术,也能提供重要的启示。如何让机器具备类似人类的色彩恒常性,理解并补偿环境光照的影响,是人工智能领域一个重要的研究方向。 色彩恒常性,就像一位隐形的向导,在我们的视觉旅程中,悄无声息地引导着我们。它让我们得以在流动的光影中,捕捉到相对恒定的色彩,从而构建起一个稳定而丰富多彩的世界。这便是“色彩恒常性”所呈现的迷人景象,一个关于感知、认知、以及我们大脑如何巧妙解读世界的精彩故事。它提醒我们,我们所见的,并非仅仅是进入眼睛的光,更是大脑经过深思熟虑后的“创造”。

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读后感

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用户评价

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《无形之界》这本书,完全颠覆了我对“观看”这一行为的理解。它的语言风格冷峻、疏离,带着一种后现代主义的解构感。作者似乎对传统的“美”避之唯恐不及,转而聚焦于那些被主流审美排斥的、边缘的、甚至可以说是“丑陋”的光线和色彩表现。比如,书中用大量的篇幅分析了荧光灯管内部振荡产生的怪异绿光,以及工业废气弥漫时天空呈现出的那种病态的橙黄色,并论证了这些非自然光源如何塑造了特定时代下人们的集体潜意识。这种批判性的视角非常具有冲击力,它强迫读者去直面那些我们通常会下意识避开的视觉污染。全书的论证逻辑极其严密,每一个观点都有坚实的案例支撑,从城市规划的色谱选择到电影工业中对“真实感”的刻意营造,都逃不开作者的审视。坦白说,阅读体验有些烧脑,需要查阅很多相关的艺术史和环境科学背景知识,但一旦跟上节奏,那种洞悉事物本质的快感是无与伦比的。它像一把手术刀,精准地切开了我们赖以生存的视觉表象。

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这本名为《光影迷踪》的书,简直是一场视觉与哲思的奇妙冒险。作者以极其细腻的笔触,描绘了光线在不同媒介中折射、散射、以及最终被感知的心灵历程。我记得其中有一章,讲述了古代画家如何通过对自然光的细致观察,在画布上重现日出时分那种稍纵即逝的温暖金色。那种对细节的执着,让我仿佛能闻到颜料混合时的微酸气息,感受到画笔在粗粝画布上摩擦的沙沙声。书中不仅仅是探讨物理现象,更深入到心理层面,比如记忆中的色彩如何被情感扭曲和美化,一个早已褪色的旧照片,在回忆里却拥有比现实更鲜艳的饱和度。作者对色彩的隐喻运用得炉火纯青,他将“蓝色”与“忧郁”、“红色”与“激情”的传统意象进行了解构和重塑,引导读者跳出固有的思维框架,去重新审视我们日常生活中那些习以为常的视觉体验。阅读过程中,我常常需要停下来,望向窗外,试图捕捉那些平时忽略掉的、转瞬即逝的微妙光影变化。这本书的叙事节奏张弛有度,学术的严谨性与文学的优美性达到了完美的平衡,读完后,感觉整个世界似乎都蒙上了一层更丰富、更深邃的滤镜。

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这本书,姑且称之为《色谱之外的低语》,读起来更像是一本充满温情和怀旧气息的个人回忆录,而不是一本严肃的学术专著。作者的文字充满了诗意的回溯和散文化的叙事,带着一种老式胶片摄影特有的颗粒感。他没有使用过多的专业术语,而是通过讲述家庭故事来阐释光影的变迁。我特别喜欢其中关于“童年滤镜”的那一章,作者描述了夏日午后,阳光穿过老式木窗格洒在地板上形成的光斑,那些光斑在他童年的记忆里,永远带着一种温暖的、略微偏黄的色调,即使成年后他再也无法精确重现那种色温,但那种感觉却深深刻在了骨子里。书中穿插着许多关于旧物、老照片和褪色信件的描写,文字的节奏缓慢而舒缓,让人不由自主地放慢呼吸,仿佛自己也回到了那个被特定光线温柔拥抱的过去。它探讨的不是光线的物理属性,而是光线在时间长河中留下的情感烙印。读完这本书,我没有获得知识上的巨大突破,但心灵却得到了极大的慰藉,仿佛与一位老朋友进行了一次深刻而温暖的对话。

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读完《迷失的波长》,我的感官仿佛经历了一次彻底的刷新。这本书的写作风格非常具有实验性,它采用了多重视角叙事,有时是量子物理学家的冷静分析,有时又切换成了街头摄影师对光影“暴力美学”的狂热追逐。尤其让我印象深刻的是,书中有一段关于人眼视网膜感光细胞如何处理极端对比度场景的描述,那段文字的密度和专业性令人叹服,但作者却巧妙地用了一段关于古希腊神话中提坦神被宙斯放逐后,在地底深处感受到的那种“绝对黑暗”的意境来承接,使得复杂的科学概念瞬间变得触手可及。它探讨的不是“我们看到了什么”,而是“我们为什么能看见,以及我们错过了什么”。书中对“视觉噪音”的讨论尤为犀利,作者认为现代社会充斥着过载的信息流,反而让我们失去了对真正核心视觉信号的辨识力,就像收音机里总是有持续不断的静电干扰一样。这本书的结构像是一座精心设计的迷宫,每走一步都会发现新的线索,引导读者深入探索人类感知世界的边界,绝对不是一本可以囫囵吞枣的书,需要反复咀嚼才能品出其真味。

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对于任何热衷于视觉叙事和电影制作的人来说,《光影的语法》绝对是一本案头必备的圣经。这本书的结构清晰得像一个教科书,但内容远比教科书要生动得多,它专注于剖析光线如何在电影语言中充当“隐形编剧”。作者以好莱坞黄金时代和欧洲新浪潮电影为例,详细拆解了打光是如何塑造人物性格、引导观众情绪的关键因素。比如,对逆光(Backlighting)的运用,书中不仅解释了它如何勾勒出人物轮廓,更深入分析了它在悬疑片中制造“不确定性”和在史诗片中营造“神圣感”的微妙差异。书中对不同焦距镜头下,光线进入画面边缘时的畸变效果也有详尽的对比分析,配合大量的电影截图作为案例,使得理论变得极其直观易懂。这本书的行文风格专业、精准、高效,直击要害,没有一句废话,完全是为那些想要掌握视觉表达核心工具的人量身定做的工具书。它教会我的不是如何“看”光,而是如何“设计”光来讲述一个更有力的故事。

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略混乱还有错的式子

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