Ученые российской компании Smart Engines, ФИЦ ИУ РАН и ИППИ РАН предложили метод обработки изображений для телевизора, который одновременно смогут смотреть дальтоники и люди без нарушений цветовосприятия. Алгоритмы адаптируют изображения таким образом, что их детали становятся более различимыми для дальтоников, но общая цветовая палитра не искажается. То есть цвет всех предметов остается натуральным и узнаваемым для людей с нормальным зрением. Статья опубликована в авторитетном научном журнале по обработке изображений Journal of Imaging. Об этом исследователи рассказали RTVI.

Проблема дальтонизма и существующие решения

Во всем мире насчитывается более 300 миллионов человек с дальтонизмом. Из-за плохой различимости определенных пар цветов они испытывают трудности при использовании мобильных телефонов, планшетов и телевизоров.

Ученые по всему миру разрабатывают способы обработки изображений, чтобы компенсировать недостаточное цветоразличение при использовании дальтониками устройств с дисплеями. Смартфоны и мониторы уже повсеместно оснащаются специальным режимом, изменяющим цвета интерфейса. Однако это не решило проблему просмотра информационного и художественного контента: фотографий, игр, видеороликов и фильмов.

До сегодняшнего дня предлагаемые учеными методы в основном работали с цветностью. Как следствие, они искажали узнаваемый цвет (или, как говорят специалисты, натуральность) объектов для всех: и для людей с нормальным зрением, и для самих дальтоников, которые тоже не узнают привычные цвета после такой обработки. К примеру: на исходном изображении цветок мака был красным, а после обработки – фиолетовым. Каким он выглядит для дальтоников, людям с нормальным зрением понять практически невозможно, но отзывы дихроматов однозначно свидетельствуют, что и для них цвет меняется непредсказуемым образом.

“Семьи, где несколько человек страдают дальтонизмом, встречаются редко — это связано с генетическими особенностями наследования рецессивного признака. Но проблема доступности телевизионного контента для всех остаётся крайне важной. Ведь совместный просмотр и обсуждение передач — это не просто развлечение, а важный элемент общения и социализации. Существующие решения, основанные на изменении цветовой гаммы, по сути, только отдаляют от решения проблемы. Как можно обсуждать «Красную шапочку», если каждый видит её плащ по-разному?”, – пояснил технический директор Smart Engines, доктор технических наук Дмитрий Николаев.
Ставка на яркость

Ученые Smart Engines, ФИЦ ИУ РАН и ИППИ РАН предложили принципиально новый метод, который ставит во главу угла натуральность изображения. В основе метода лежит моделирование зрения дихроматов – алгоритмы детектируют детали, теряющиеся для людей с дальтонизмом. Затем система корректирует яркость, усиливая контрастность этих элементов, но сохраняя исходную цветовую палитру. Таким образом, люди с нарушением цветовосприятия получают возможность лучше различать важные детали, в то время как люди с нормальным зрением (трихроматы) видят изображение без существенных изменений.

Эффективность метода была подтверждена в результате эксперимента с участием реальных испытуемых, часть из которых имеет нарушения цветовосприятия. Так, 95% участников с нормальным зрением и 90% дальтоников подтвердили, что обработанные новым методом изображения выглядят значительно реалистичнее, чем после применения традиционных методов адаптации.

Подспорье для форензики

Решить задачу адаптации изображений ученые смогли благодаря уникальным компетенциям в области как биологических, так и технических аспектов цветовой теории. Участие компании Smart Engines обеспечило высокий уровень технической части. В самой компании модели цветовосприятия и цветопередачи развиваются уже много лет и используются, в частности, в системах проверки подлинности документов. ИИ-системы детектируют и проверяют оптически-переменные элементы (OVD), оптически-переменные чернила (OVI), анализируют цветность документа и его элементов, обнаруживают черно-белые копии и пересъемку с экрана, а также осуществляют проверку документов в оптическом и ультрафиолетовом, инфракрасном диапазонах.

В настоящее время ИИ-система Smart Engines детектирует более 600 признаков подделки документов и используется в автогейтах “Шереметьево”, банках, МФО и других организациях.