A model for simulation of color vision deficiency and a color contrast enhancement technique for dichromats

• Ano de defesa: 2010
• Autor(a) principal: Machado, Gustavo Mello
• Orientador(a): Oliveira Neto, Manuel Menezes de
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: eng
• Palavras-chave em Português: Computação gráfica; Visualização; Cor; Realidade virtual; Deficiência visual
• Palavras-chave em Inglês: Models of color vision; Color perception; Simulation of color vision deficiency; Recoloring algorithm; Color-contrast enhancement; Color vision deficiency; Dichromacy; Anomalous trichromacy
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/26950

As Deficiências na Percepção de Cores (DPC) afetam aproximadamente 200 milhões de pessoas em todo o mundo, comprometendo suas habilidades para efetivamente realizar tarefas relacionadas com cores e com visualização. Isto impacta significantemente os âmbitos pessoais e profissionais de suas vidas. Este trabalho apresenta um modelo baseado na fisiologia para simulação da percepção de cores. Além de modelar visão de cores normal, ele também compreende os tipos mais predominantes de deficiências na visão de cores (i.e., protanopia, deuteranopia, protanomalia e deuteranomalia), cujas causas são hereditárias. Juntos estes representam aproximadamente 99.96% de todos os casos de DPC. Para modelar a percepção de cores da visão humana, este modelo é baseado na teoria dos estágios e é derivado de dados reportados em estudos eletrofisiológicos. Ele é o primeiro modelo a consistentemente tratar visão de cores normal, tricromacia anômala e dicromacia de modo unificados. Seus resultados foram validados por avaliações experimentais envolvendo grupos de indivíduos com deficiência na percepção de cores e outros com visão de cores normal. Além disso, ele pode proporcionar a melhor compreensão e um feedback sobre como aperfeiçoar as experiências de visualização por indivíduos com DPC. Ele também proporciona um framework para se testar hipóteses sobre alguns aspectos acerca das células fotoreceptoras na retina de indivíduos com deficiência na percepção de cores. Este trabalho também apresenta uma técnica automática de recoloração de imagens que visa realçar o contraste de cores para indivíduos dicromatas com custo computacional variando linearmente com o número de pixels. O algoritmo proposto pode ser eficientemente implementado em GPUs, e para imagens com tamanhos tipicos ele apresenta performance de até duas ordens de magnitude mais rápida do que as técnicas estado da arte atuais. Ao contrário das abordagens anteriores, a técnica proposta preserva coerência temporal e, portanto, é adequado para recoloração de vídeos. Este trabalho demonstra a efetividade da técnica proposta ao integrá-la a um sistema de visualização e apresentando, pela primeira vez, cenas de visualização recoloridas para dicromatas em tempo-real e com alta qualidade.