【课程笔记】谭平计算机视觉（Computer Vision）[3]：颜色 - color

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人怎样感知颜色

光谱上能量分布，人的感知
人体有三种锥形Cones细胞感知红绿蓝光；
还有一种柱形Rods细胞，在黑暗情况下更容易感知光。
（也就是极光在相机下很漂亮，而人眼在暗光下很难看出颜色，人实际看到的极光偏黑白色）
颜色，更多的是人的一种感知
大多数物体不发光，仅仅是反光而已，反射率既与自身颜色有光、又与材料有光，其颜色变的更为复杂
但有时候不同的能量分布会有同样的感觉（metameric lights
）

相机如何获取颜色

在每个像素上都有三个传感器，感应相应的颜色
反射相当于wave length × wave length
需要精确的刻画颜色，所以用数字来表示颜色（用语言不能准确描述）
那怎样由数字对应到颜色（color matching）

• XYZ颜色空间（标准的颜色空间）- sRGB有线性变换关系

YUV颜色空间
Y - 亮度值；
RGB，YUV各个通道对整体图像的影响是不同的，因此可以压缩对整体影响较小的通道，这是利用了人眼感知的特性
（本视频对颜色空间介绍较为简洁，如想进一步了解，建议查阅相关资料）

获取图像

最早的彩色照片是通过使用滤光片（红绿蓝）拍摄三张然后再合成；
之后使用棱镜来分光，配置3类传感器；后来通过像素差值（另一种说法，demosaicing）来实现，其中，绿色像素较多，是因为人对绿色更敏感，保证绿色通道的精度；

研究工作

• Switchable Primaries Using Shiftable Layers of Color Filter Arrays. Behzad Sajadi, Aditi Majumder, Kazuhiro Hiwada, Atsuto Maki, Ramesh Raskar ACM Transactions on Graphics (SIGGRAPH), 2011.
  – 通过两层滤波的错位，实现不同的相机颜色模型（充分利用感光原件，减少对图像质量少的传感器）
• Polarimetric Dense Monocular SLAM， CVPR 2018
  – 通过偏振，可以去掉雾、反光等；利用偏振相机做三维重建，完整、光滑（去噪声、无空洞）
• A prism-based system for multispectral video acquisition, ICCV.2009
  – 多光谱相机可用于活体检测（不再需要眨眼和张嘴），因为皮肤对光的散射。
  –古籍文档处理，对于篡改过的图像分离。