Image measurement and interpretation based on goniometrical textural data
- Autores: Sergio Bayón Rozas
- Directores de la Tesis: Esther Perales Romero (dir. tes.)
- Lectura: En la Universitat d'Alacant / Universidad de Alicante ( España ) en 2022
- Idioma: inglés
- Títulos paralelos:
- Medición e interpretación de imágenes basada en datos texturales goniométricos
- Tribunal Calificador de la Tesis: Celia García Llopis (presid.), Francisco Javier Burgos Fernández (secret.), Alejandro Ferrero Turrión (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Física Aplicada a las Ciencias y las Tecnologías por la Universidad de Alicante
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: RUA
- Resumen
- español
Sparkle es una textura visual cuya apariencia consiste básicamente en puntos muy brillantes distribuidos aleatoriamente sobre un fondo más oscuro. El efecto es más evidente para el observador cuando uno de los contribuyentes (muestra, observador, iluminación) se mueve, lo que significa que es un efecto dinámico. Si bien la caracterización y medición del brillo ha sido un tema importante de investigación durante los últimos años, la atención se ha centrado únicamente en el componente estático del mismo, el aspecto dinámico del brillo se ha dejado fuera de la discusión. Esto es algo razonable ya que el atributo dinámico se basa en la percepción y medición del brillo estático. El aspecto dinámico del brillo, o “brillo vivo”, puede describirse como la variación de su apariencia a lo largo de una distancia angular determinada. Sin embargo, ambos efectos están sin duda relacionados y quizás juntos proporcionen la clave para encontrar la caracterización absoluta del brillo. En este trabajo pretendemos profundizar en ambos aspectos. En primer lugar se realizó el montaje de un sistema goniométrico con una cámara a color, obteniendo una alta resolución espacial y angular. En segundo lugar, se realizaron mediciones de conjuntos de muestras comerciales y de fabricación propia y se desarrolló un algoritmo de análisis. El algoritmo proporcionó una amplia gama de parámetros para diferentes métodos de umbralización. Estos métodos se pusieron a prueba cuando los resultados se correlacionaron con la evaluación visual de un grupo de 9 muestras bajo una geometría de iluminación/observación, obteniendo los factores de correlación para todos los métodos y parámetros. La combinación del método de umbralización y el parámetro obtuvo un R2 > 0,9, lo que implica una fuerte conexión con la experiencia visual. El umbral aplicado siempre se fijó en el mismo valor y el parámetro (“S_Values”) representó el brillo de los píxeles, lo que indica que el brillo de la muestra es el atributo más influyente para la percepción del brillo. Luego, se aplicó esta misma metodología al resto de las muestras de este estudio (71 en total), para las geometrías entre 71,2 y 11,2 grados en pasos de 5 grados. También se utilizaron los parámetros físicos de las muestras de fabricación propia para probar la exactitud del algoritmo. Los resultados coincidieron ampliamente con los valores esperados de intensidad y tamaño de partícula. Además, el algoritmo midió la variabilidad angular de las muestras a través de la visibilidad angular de los puntos brillantes. Cuanto más amplio sea el rango visible, más invariante será la muestra y menos aparente será el efecto de brillo. Este trabajo propone una forma innovadora de medir el brillo en sus componentes dinámicos y estáticos, se propone una metodología y mensurandos para hacerlo y se contrastan con muestras evaluadas visualmente.
- English
Sparkle is a visual texture which appearance basically consists of very bright spots randomly distributed over a darker background. The effect is more apparent to the observer when one of the contributors (sample, observer, illumination) is moved, meaning it is a dynamic effect. While the characterization and measurement of sparkle has been an important topic of research during the past years, the focus has been solely around the static component of it, the dynamic aspect of sparkle has been left out of the discussion. This is somewhat reasonable since the dynamic attribute bases itself on the perception and measurement of static sparkle. The dynamic aspect of sparkle, or “living sparkle” can be described as the variation of its appearance over a given angular distance. Nonetheless, both effects are without doubt related and perhaps together they provide the key to finding the absolute characterization of sparkle. In this work we aim to dive into both aspects. First, the setup of a goniometric system with a color camera was carried out, obtaining a high spatial and angular resolution. Second, measurements of commercial and self-manufactured sample sets were performed, and an analysis algorithm was developed. The algorithm provided a wide range of parameters for different thresholding methods. These methods were put to test when the results were correlated with the visual assessment of a group of 9 samples under one illumination/observation geometry, obtaining the correlation factors for all methods and parameters. The combination of thresholding method and parameter obtained an R2 > 0.9, implying a strong connection with the visual experience. The threshold applied was always fixed at the same value and the parameter (“S_Values”) represented the brightness of the pixels, indicating that the brightness of the sample is the most influential attribute for the perception of sparkle. Then, this same methodology was applied to the rest of the samples in this study (71 total), for the geometries in between 71.2 and 11.2 degrees in 5 degrees steps. The physical parameters of the self-manufactured samples were also used to test the correctness of the algorithm. The results broadly matched the expected values of intensity and particle size. In addition, the algorithm measured the angular variability of the samples though the angular visibility of the sparkle spots. The wider the visible range, the more invariant the sample, and the less apparent the sparkle effect. This work proposes an innovative way of measuring sparkle in its dynamic and static components, a methodology and measurands to do so are proposed and contrasted to visually assessed samples.
- español
