Modelos de color y visión foveal: fundamentos psicofisiológicos y neurofisiológicos de la visión por computador
Los objetivos de la visión por computador son múltiples y estos abarcan diferentes etapas y tareas, desde las de preprocesameiento, como la segmentanción, el realce, o la restauración, hasta las de mayor nivel de complejidad, como el reconocimiento y clasificación de los objetos de la escena. El color añade información que en determinados procesos es clave para que estos puedan abordarse de forma satisfactoria. Habitualmente el principal problema, además de la complejidad que añade, es la incapacidad de los modelos de representación del color para cuantificar adecuadamente las diferencias de color entre puntos de la escena.
Tradicionalmente, se ha empleado el espacio de color RGB, basado en la naturaleza tricromática de la retina y de la visión humana. Más allá de los fotorreceptores de la retina, las señales de estas células se combinan en diferentes canales que son usados para funciones visuales avanzadas como percepción de la forma, el movimiento y la profundidad, y en última instancia, el reconocimiento de objetos. Las señales procedentes de los conos son conducidas a las células ganglionales, donde son combinadas para formar tres canales de color oponentes. Este procesamiento tiene como efecto la minimización de la correlación entre las señales originales de los conos y permite la transmisión óptima de la información al cerebro. Así, se han desarrollado modelos con base neurofisiológica como el oponente LMS, o el NPP, modelo de color basado en datos neurofisiológicos y que puede explicar las bases psicofísicas sobre percepción del color útil para aplicaciones de visión por computador. Por su parte, la colorimetría diferencial tiene por objeto la cuantificación de la diferencia de color entre dos muestras, lo que no representa una tarea fácil para trasladar a un computador. Los modelos de apariencia del color proporcionan descriptores perceptuales de color relacionados, bajo diferentes condiciones de observación. Sin embargo, los modelos de apariencia de color como el CIEDE2000 o el CIECAM02 no tienen realmente una base neurofisiológica. Recientemente se ha desarrollado el ATTD, el cual sí intenta reproducir una secuencia de etapas de procesamiento en el sistema visual humano. El objetivo último es el desarrollo de modelos de apariencia de la imagen (como los S-CIELAB y el i-CAM), que tienen en cuenta el hecho de que en una imagen las muestras de color se disponen sobre fondos no homogéneos.
Por último, la visión por computador también se inspira en la organización y distribución no uniforme de los fotorreceptores en la retina. Los sistemas de visión foveal trabajan con imágenes muestreadas en el espacio de manera variante. El objetivo final de la visión foveal es realizar una reducción selectiva de los datos de la escena, que permita reducir los requerimientos de cómputo del sistema global y poder así alcanzar la percepción en tiempo real requerida en ciertas aplicaciones guiadas de manera visual.