Färgkonstans (färgkonstans) är ett kännetecken för människans färguppfattning , som ligger i det faktum att den upplevda färgen på ett föremål förblir ungefär densamma när färgen på belysningen ändras. Till exempel ser ögat (eller snarare hjärnan) ett grönt äpple som grönt både mitt på dagen, med vit belysning, och vid solnedgången, när belysningen är röd.
Denna egenskap hos mänsklig perception tillhandahålls av specialiserade neuroner i hjärnans primära visuella cortex , som bestämmer den lokala aktivitetskoefficienten för koner i ögats näthinna . Detsamma beräknas i Lands retinexalgoritm för att uppnå färgkonsistens. Dessa specialiserade celler kallas biantagonistceller eftersom de beräknar både färg- och rymdräknare. Biantagonistceller hittades först i näthinnan i guldfiskögat och beskrevs av Nigel Dov . Förekomsten av dessa celler i primaternas visuella system diskuterades under lång tid, och deras existens bevisades så småningom genom att observera förhållandet mellan det receptiva fältet och speciella stimuli som selektivt aktiverade endast en klass av kottar åt gången. [1] [2]
Färgkonstans fungerar bara när ljuset innehåller ett tillräckligt brett våglängdsområde. Olika koner i ögats näthinna upptäcker ljus vid olika våglängder. Baserat på denna information försöker det visuella systemet bestämma den ungefärliga sammansättningen av belysningen och gör därefter en korrigering för den [3] för att erhålla "objektets sanna färg". Denna "korrigerade" färg är vad en person känner.
Experimentellt kan effekten visas enligt följande. Personen visas en display som kallas "Mondrian" (uppkallad efter Piet Mondrian på grund av likheten mellan hans målningar och bilderna på denna display), som visar många färgade fläckar. Tre vita ljuskällor riktas mot displayen, en projiceras genom ett rött filter, en annan projiceras genom ett grönt filter och en tredje projiceras genom ett blått. Personen uppmanas att justera intensiteten på ljuset så att en av fläckarna på displayen blir vit. Försöksledaren mäter sedan intensiteten av det röda, gröna och blåa ljuset som reflekteras från denna vita fläck. Försöksledaren ber sedan försökspersonen att bestämma färgen på intilliggande fläckar, till exempel grönt. Därefter justerar försöksledaren ljuskällorna så att intensiteten av det röda, blåa och gröna ljuset som reflekteras från den gröna fläcken blir samma som det var från början när man mätte reflektionen från de vita fläckarna. Människans färgbeständighet manifesteras i det faktum att den gröna fläcken fortsätter att verka grön, de vita fläckarna fortsätter att verka vita och alla andra fläckar har fortfarande sina ursprungliga färger.
1971 formulerade Edwin G. Land retinexteorin för att förklara denna effekt. Ordet "retinex" (retinex) är sammansatt av orden "retina" (näthinnan) och "bark" (cortex), vilket antyder att både ögonen och hjärnan är involverade i processen.
Förmågan att utvärdera och modellera färgkonstans är avgörande för datorseende . På grund av detta behov utvecklas många algoritmer, inklusive några retinex-algoritmer [4] . Dessa algoritmer tar som indata de röda/gröna/blåa värdena för varje pixel i bilden och försöker utvärdera reflektionen vid varje punkt.
En av dessa algoritmer fungerar enligt följande: de maximala värdena beräknas för alla pixlar med röda r max , gröna g max blå b max färger. Om vi antar att scenen innehåller objekt som reflekterar allt rött ljus, och eventuellt andra objekt som reflekterar allt grönt ljus och de som reflekterar allt blått ljus, kan vi dra slutsatsen att ljuskällan beskrivs av formeln ( r max , g max , b max ). Därför, för varje pixel med värde ( r , g , b ) , uppskattas dess reflektion som ( r / rmax , g / gmax , b / bmax ) .
Även om retinex-modeller fortsätter att användas i stor utsträckning i datorseende , har de inte visat sig exakt modellera mänsklig färguppfattning. [5]
Retinex-algoritmen är patenterad (patentägd av NASA) och finns tillgänglig under varumärket PhotoFlair som ett fristående program och som filter för Adobe Photoshop och Adobe Premiere på upphovsrättsinnehavarens, TruViews webbplats.
I digitalkameror och grafiska redigerare finns en funktion för vitbalanskorrigering , som delvis imiterar möjligheterna till subjektiv uppfattning, vilket gör att du kan föra bilder tagna i olika ljusförhållanden närmare det utseende som skulle ha erhållits under neutral belysning.