A SZÍNMEMÓRIA VIZSGÁLATA DOKTORI (PhD) ÉRTEKEZÉS TÉZISEI Tarczali Tünde Témavezető: Dr. Bodrogi Péter Informatikai Tudományok Doktori Iskola Pannon Egyetem 2007
Bevezetés A mindennapi gyakorlatban a színmemória kevésbé ismert, ám annál fontosabb szerepet játszik. A színmemória használata természetes, ha színt választunk ki, azonosítunk, vagy értékelünk. Képmegjelenítő eszközön megjelenő kép esetén a megfigyelők jobban kedvelik a képet, ha azon az ismert tárgyak hosszútávú memóriaszínei láthatók. Ezek a hosszútávú memóriaszínek vagy prototipikus színek nem mások, mint a látott tárgyhoz a múltban, az emlékezetben kapcsolt színek. A színmemória erősen kapcsolható a színkonstancia fogalmához is. Ezek a kérdések ösztönözték a színekkel foglalkozó kutatókat a színmemória feltérképezését célzó speciális pszichofizikai kísérletek tervezésére és lefolytatására. A pszichofizikai kísérletek elvégzésének egyik eszköze a számítógépes színes monitor. A memóriaegyeztető technikák alkalmazásánál a szín, amelyre emlékezünk, különbözhet az eredetileg megjegyzett színtől még akkor is, ha a látási szituáció a megjegyzés és a visszaadás fázisában azonos. A szerző célja a színeltolódások szignifikáns voltának vizsgálata volt mindennapi élethelyzetben számítógépes monitoron leszűkítve ezt az irodalomban leggyakrabban vizsgált három színre, így az égkék, a kaukázusi bőr és a fűzöld színekre. A színeltolódások vizsgálatánál fontos szerepet játszik a képi kulcs hatása a memóriára, amelynek megléte vagy hiánya a megfigyelés alatt különböző módon befolyásolhatja a memóriahatásokat. Az emberi színmemóriával foglalkozó kísérletekben különféle pszichofizikai módszereket alkalmaznak. A disszertációban a szerző általa kidolgozott új, pontosabb és megbízhatóbb eredményeket biztosító kísérleti módszereket ismertet. Adott képi kulcs esetében (pl. emberi arc) jellegzetes színi eltolódás figyelhető meg a színmemóriában. Ez az eltolódás az arc memóriában tárolt prototipikus színének az eredeti színészleletre gyakorolt hatásával magyarázható. A szerző kísérleteivel a prototipikus színcentrumok meglétét is bizonyítja.
Új kísérleti módszerek kifejlesztése a színi memóriahatások vizsgálatához Azonos adaptációs állapot biztosítása számítógépes színi memóriavizsgálatok számára 1. Elmosott képek alkalmazása a memóriaegyeztetési kísérleti fázisban a színmemóriára vonatkozó pszichofizikai kísérleteknél a memóriaszínek befolyásolásának kiküszöbölésére annak érdekében, hogy a megfigyelő színi adaptációs állapota azonos legyen a megfigyelési/memorizálási és memóriaegyeztetési kísérleti fázisban. 2,3,12,13 2. Szürkeárnyalatos háttérkép alkalmazása a színi memóriahatások vizsgálatához az azonos színi adaptációs állapot megtartása érdekében tetszőleges számú színinger esetén. 6,7,9,11 Számítógépes kísérleti módszerek kialakítása, a színi memóriahatások pontosabb vizsgálatának biztosítására 3. A színezet, világosság és színdússág összetevők (az intuitív színészlelet-jellemzők tengelyeinek irányában való állíthatóság) alapján történő színkeverés, mint új számítógépes módszer alkalmazása a memóriaegyeztetési (vagy a memóriaszín kikeverés) fázisban a színi memóriavizsgálatokhoz alkalmazott pszichofizikai kísérletek esetében a színi eltolódások pontosabb megfigyelése érdekében. 2,3,7,9,11,12,13 4. A számítógépes színi memóriavizsgálatok során az egyszerű döntésen alapuló paradigma alkalmazása gyors és megbízható eredmények biztosításához, melynek segítségével kiküszöbölhető a kísérleti személyek elfáradása, amely a kísérletek során gyakran fellép. 6,7,8 2
A rövid-távú színmemória vizsgálatára vonatkozó új kísérleti eredmények 5. A memória pontosságra vonatkozó új paradigma alapján rövid-távú színmemória a legfontosabb ég-, bőr- és fűszínek esetében az alábbi ellipszisekkel írhatóak le (az irodalomban alapvető, MacAdam által vizsgált, éppen érzékelhető színkülönbségeket ábrázoló ellipszisek analógiájára) 4,5,6,7,8 : -15-25 -20-15 -10-5 0 20-20 15 b* -25-30 10 b* -35 5 a* -40 0 10 15 20 a* 25 30 Ég, L * = 54 Bőr, L * = 80 50 45 40 35 b* 30 25 20 15-50 -45-40 -35 a* -30-25 -20-15 Fű, L * = 50 1. ábra: Az ég-, bőr- és fűszín szórási ellipszisei CIELAB a *, b * síkban képi kulcsos színegyeztetési kísérlet esetén. Az eredeti színek nagy pluszjellel, az eredetivel azonosnak talált színek átlagai nagy kereszttel, míg maguk az eredetivel azonosnak talált színek kis kereszttel vannak jelölve. 1. táblázat: A szórási ellipszisek hosszú és rövid tengelyeinek hossza CIELAB egységekben Hosszú tengely Rövid tengely ég 6,2 3,8 bőr 3,8 3,4 fű 8,0 5,0 3
6. A színmemóriában a kognitív hatások egyértelmű bizonyítása: (a pszichofizikai kísérletek alapján) a prototipikus szín felé történő eltolódás a kaukázusi bőrszín esetén a legerősebb, miként ezt az emlékezet pontosságának vizsgálatára alkalmazott kísérletek eredményeként kapott szórási ellipszisek tengelyeinek hossza igazolja 6,7,8 : 3. táblázat: A szórási ellipszis hosszú és rövid tengelyeinek átlaga a szimultán, valamint a színmintát és képi kulcsot alkalmazó egyszerű döntéses kísérletek esetén Szimultán Színminta Színes fotó ég 3,0 5,8 5,0 bőr 4,2 5,2 3,6 fű 4,8 10,4 6,5 A hosszú-távú színmemória vizsgálatára vonatkozó új kísérleti eredmények 7. A hosszú távú memóriaszínek meghatározására szolgáló, hatékony számítógépes módszer a következő két alapvető pszichofizikai módszer egymásra épülő alkalmazásaiból alakul ki: 1. szakasz: konstans stimulusok módszere, ahol a kísérleti alany feladata több megjelenített szín közül saját hosszú távú memóriaszínének kiválasztása, majd a 2. szakasz alkalmazása, amelynek célja az eredmények pontosítása a konstans stimulusok módszerével és a 3. szakaszban a színkeverési módszer alkalmazásával a memóriaszínek kiválasztása, majd ezután a kísérleti szakaszokban az egyes színekre kapott eredmények átlaga adja meg a hosszú távú memóriaszíneket. 1 4
8. Az európai és távol-keleti megfigyelők hosszú távú memóriaszíneiben szignifikáns eltérések vannak, melyeket az alábbi táblázatok és ábra szemléltet 1 : 4. táblázat Koreai (K) és magyar (H) megfigyelők hosszú-távú memóriaszíneinek CIELAB értékei Bőr Ég Fű Lomb Banán Narancs H K H K H K H K H K H K L* 81,8 73,1 65,7 62,6 45,5 55,6 84,1 40,5 68,2 86,6 43,2 72,6 a* 10,5 8,6-10,4-10,0-40,4-45,7-10,6-33,9 27,7-10,5-39,1 24,5 b* 19,3 20,3-28,9-35,4 32,2 35,1 66,7 21,4 62,9 69,1 30,0 69,1 2. ábra Koreai (körök) és magyar (plusz jel) megfigyelők hosszú-távú memóriaszínei CIELAB a *, b * síkban. Lomb eredmények külön diagramban a jobb oldalon. 5. táblázat Magyar és a koreai megfigyelők által meghatározott hosszú-távú memóriaszínek közötti szignifikáns különbségek CIELAB L*, a* és b* értékekre. T-teszt, a félkövérrel szedett értékek szignifikáns különbségeket mutatnak a p=0.05 szinten. p Bőr Ég Fű Lomb Banán Narancs <L*> 0,000 0,397 0,000 0,306 0,019 0,000 <a*> 0,037 0,835 0,060 0,038 0,715 0,150 <b*> 0,147 0,166 0,240 0,007 0,324 0,000 5
Alkalmazás Képmegjelenítő eszközön megjelenő kép esetén a megfigyelők jobban kedvelik a képet, ha azon az ismert tárgyak hosszú távú memóriaszínei láthatók. Ezért fontos feladat meghatározni a gyakran látott vagy használt eszközök, tárgyak prototipikus színeit, mint például az ég, a bőr és a fű hosszú távú memóriaszíneit. Ez fontos szerepet tölt be a mindennapi életben is. Gondoljunk csak a reklámokra a televízióban vagy a plakátokra az utcákon. A prototipikus színek a legkönnyebben megjegyezhető színek. Ezek esetében az eltolódás és a megfigyelők közötti szórás a színi memóriaegyeztetési kísérletekben a legkisebb. Ha egy szín a prototipikus tartományon belül helyezkedik el, a színt a megfigyelő természetesnek értékeli. A reklámok nagyobb hatást érnek el, ha a látott képeken megjelenő színek természetesek. Ezért ajánlott a képfeldolgozó programokban olyan színek, mint például az ég, a fű vagy a kaukázusi bőr prototipikus színeinek alkalmazása, hiszen ezek nagymértékben megkönnyítik és gyorsítják az ezekkel a programokkal dolgozó emberek munkáját. A jövőben további speciális színminták hozzáadását kellene biztosítani. 6
A doktori értekezés témaköréhez kapcsolódó tudományos cikkek és előadások Folyóiratcikk: 1. T. Tarczali, D. S. Park, P. Bodrogi, C. Y. Kim. Long-term memory colours of Korean and Hungarian observers. Color Res. Appl. 31, p. 176-183. 2006 2. P. Bodrogi, T. Tarczali. Colour memory for various sky, skin and plant colours: effect of the image context. Color Res. Appl. 26, p. 278-289. 2001 Könyvfejezet: 3. P. Bodrogi, T. Tarczali. Investigation of Colour Memory. Colour Image Science: Exploiting Digital Media, John Wiley & Sons Limited, 2002. Tudományos előadások: 4. T. Tarczali. Számítógépes pszichofizikai kísérletek. Kandó Konferencia, Budapest, Hungary, 2006. 5. T. Tarczali, P. Bodrogi. Colour memory investigations on computer. 6 th International Symposium of Hungarian Researchers on Computational Intelligence, Budapest, Hungary, 2005. 6. T. Tarczali, J. Csikós, P. Bodrogi. Accuracy and variability of simultaneous and memory colour matching. 10th Congress of the International Colour Association, Granada, Spain, 2005. 7. T. Tarczali, J. Csikós, P. Bodrogi. Simultaneous and memory colour matching of colours of familiar objects. XXXth Jubilee Colouristic Symposium, Eger, Hungary, 2005. 8. T. Tarczali, P. Bodrogi. Cognitive Colour. 25th Session of the CIE, San Diego, USA, 2003. 9. T. Tarczali, P. Bodrogi. Cognitive colour. XXIXth Colouristic Symposium, Eger, Hungary, 2003. 10. T. Tarczali, P. Bodrogi. Psychophysical study of colour memory. AIC 2002, Maribor, Slovenia, 2002. 11. P. Bodrogi, T. Tarczali. Memóriából történő színinger-megfeleltetés szórási ellipszisei. XXVIIIth Colouristic Symposium, Tata, Hungary, 2001. 7
12. P. Bodrogi, T. Tarczali. Variability ellipses for memory colour matching. Lux Junior 2001, Dörnfeld/Ilmenau, Germany, 2001. 13. T. Tarczali, P. Bodrogi. Colour memory for sky, skin and plant. International Conference on Color in Graphics and Image Processing, Saint-Etienne, France, 2000. 14. P. Bodrogi, T. Tarczali. Corresponding colours: the effect of colour memory. Colour Image Science 2000, Derby, UK, 2000. 15. P. Bodrogi, T. Tarczali. Az érzékelt színminőség javítása, Képfeldolgozók és Alakfelismerők 2. Országos Konferenciája, Noszvaj, Hungary, 2000. 16. P. Bodrogi, T. Tarczali, Biros G. A színemlék jellemzése, XVIIth Colouristic Symposium, Tata, Hungary, 1999. 8