Farvekonstans (farvekonstans) er et træk ved menneskelig farveopfattelse , som ligger i, at den opfattede farve på et objekt forbliver nogenlunde den samme, når farven på belysningen ændres. For eksempel ser øjet (eller rettere, hjernen) et grønt æble som grønt både midt på dagen, med hvid belysning, og ved solnedgang, når belysningen er rød.
Denne egenskab ved menneskelig perception leveres af specialiserede neuroner i hjernens primære visuelle cortex , som bestemmer den lokale aktivitetskoefficient for kegler i øjets nethinde . Det samme er beregnet i Lands retinex-algoritme for at opnå farvekonsistens. Disse specialiserede celler kaldes biantagonistceller, fordi de beregner både farve- og rumtællere. Biantagonistceller blev først fundet i nethinden i guldfiskøjet og beskrevet af Nigel Dov . Eksistensen af disse celler i primaternes visuelle system blev diskuteret i lang tid, og deres eksistens blev til sidst bevist ved at observere forholdet mellem det receptive felt og særlige stimuli, der selektivt aktiverede kun én klasse af kegler ad gangen. [1] [2]
Farvekonstans virker kun, når lyset indeholder et bredt nok bølgelængdeområde. Forskellige kegler i øjets nethinde registrerer lys ved forskellige bølgelængder. Baseret på denne information forsøger det visuelle system at bestemme den omtrentlige sammensætning af belysningen og foretager efterfølgende en korrektion for den [3] for at opnå "objektets sande farve". Denne "korrigerede" farve er, hvad en person føler.
Eksperimentelt kan effekten vises som følger. Personen får vist en skærm kendt som "Mondrian" (opkaldt efter Piet Mondrian på grund af ligheden mellem hans malerier og billederne på denne skærm), som viser adskillige farvede pletter. Tre hvide lyskilder er rettet ind på displayet, en projiceres gennem et rødt filter, en anden projiceres gennem et grønt filter, og en tredje projiceres gennem et blåt. Personen bliver bedt om at justere intensiteten af lyset, så en af pletterne på displayet bliver hvid. Eksperimentatoren måler derefter intensiteten af det røde, grønne og blå lys, der reflekteres fra denne hvide plet. Eksperimentatoren beder derefter forsøgspersonen om at bestemme farven på tilstødende pletter, såsom grønne. Derefter justerer forsøgslederen lyskilderne, så intensiteten af det røde, blå og grønne lys, der reflekteres fra den grønne plet, bliver den samme, som den oprindeligt var ved måling af refleksionen fra de hvide pletter. Menneskets farvekonstans kommer til udtryk ved, at den grønne plet fortsætter med at virke grøn, de hvide pletter fortsætter med at se hvide ud, og alle andre pletter har stadig deres originale farver.
I 1971 formulerede Edwin G. Land retinex-teorien for at forklare denne effekt. Ordet "retinex" (retinex) er sammensat af ordene "retina" (nethinden) og "bark" (cortex), hvilket betyder, at både øjnene og hjernen er involveret i processen.
Evnen til at evaluere og modellere farvekonstans er afgørende for computersyn . På grund af dette behov udvikles mange algoritmer, herunder nogle retinex-algoritmer [4] . Disse algoritmer tager som input de røde/grønne/blå værdier for hver pixel i billedet og forsøger at evaluere refleksionen ved hvert punkt.
En af disse algoritmer fungerer som følger: de maksimale værdier beregnes for alle pixels med røde r max , grøn g max blå b max farver. Hvis vi antager, at scenen indeholder objekter, der reflekterer alt rødt lys, og muligvis andre objekter, der reflekterer alt grønt lys og dem, der reflekterer alt blåt lys, kan vi konkludere, at lyskilden er beskrevet med formlen ( r max , g max , b max ). Derfor, for hver pixel med værdi ( r , g , b ), estimeres dens refleksion som ( r / r max , g / g max , b / b max ).
Selvom retinex-modeller fortsat er meget udbredt i computersyn , har de ikke vist sig at modellere den menneskelige farveopfattelse nøjagtigt. [5]
Retinex-algoritmen er patenteret (patent ejet af NASA) og er tilgængelig under PhotoFlair-mærket som et selvstændigt program og som filtre til Adobe Photoshop og Adobe Premiere på webstedet for copyright-indehaveren, TruView.
I digitale kameraer og grafiske editorer er der en hvidbalance - korrektionsfunktion , som delvist imiterer mulighederne for subjektiv opfattelse, så du kan bringe billeder taget under forskellige lysforhold tættere på det udseende, der ville være opnået under neutral belysning.