Semântica das Imagens através da Psicologia da Cor

•

Cesar Vallejo

Publitaz Alcala

1/5/2024

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SEMÁNTICA DE LAS IMÁGENES A TRAVÉS DE LA PSICOLOGÍA DEL COLOR
“SEMCO”

NATHALY ARIAS TORRES
CRISTIAN DAVID CIFUENTES SALAMANCA

UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA
FACULTAD DE INGENIERÍA
INGENIERÍA EN MULTIMEDIA
BOGOTÁ D.C.
2015

SEMÁNTICA DE LAS IMÁGENES A TRAVÉS DE LA PSICOLOGÍA DEL
COLOR “SEMCO”

Nathaly Arias Torres
Cristian David Cifuentes Salamanca

TRABAJO DE GRADO PARA OPTAR POR EL TÍTULO DE INGENIERO EN
MULTIMEDIA

Director: Eduard Leonardo Sierra Ballén
Ingeniero de Sistemas
Co-Director: Wilman Helioth Sánchez
Ingeniero de Sistemas

UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA
FACULTAD DE INGENIERÍA
INGENIERÍA EN MULTIMEDIA
BOGOTÁ D.C.
2015

Nota de Aceptación

Presidente del Jurado

Jurado

Bogotá D.C., 28 de Agosto de 2015

A nuestros padres y amigos.

AGRADECIMIENTOS

A Dios por habernos guiado en este camino. A nuestros directores Eduard Sierra y
Helioth Sánchez por apoyarnos y ser fuente de sabiduría durante toda la carrera. A
Ashley Navas Sandoval y Laura Riaño Sarmiento por apoyarnos en la construcción
de imágenes digitales para las pruebas de este proyecto. A Daniela Espitia por
apoyarnos en el inicio de este proyecto. A nuestra familia y amigos por habernos
brindado su apoyo cuando más lo necesitamos.

CONTENIDO

INTRODUCCIÓN. ................................................................................................................ 14
1. DEFINICIÓN DEL PROBLEMA. ................................................................................... 16
1.1. JUSTIFICACIÓN ................................................................................................... 16
1.2. OBJETIVOS .......................................................................................................... 16
1.2.1 OBJETIVO GENERAL ................................................................................... 16
1.2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ......................................................................... 16
1.2.3 DELIMITACIÓN .............................................................................................. 17
2. MARCO DE REFERENCIA. ......................................................................................... 18
2.1. COLOR .................................................................................................................. 18
2.1.1 TEORÍA DEL COLOR .................................................................................... 19
2.1.1.1 CÍRCULO CROMÁTICO ............................................................................ 20
2.1.1.2 ATRIBUTOS DEL COLOR ......................................................................... 21
2.1.1.3 ARMONÍAS DE COLOR ............................................................................ 22
2.1.2 PERCEPCIÓN DEL COLOR ......................................................................... 24
2.1.2.1 OJO HUMANO ........................................................................................... 25
2.1.2.2 ESPECTRO VISIBLE ................................................................................. 27
2.2. PSICOLOGÍA DEL COLOR .................................................................................. 28
2.2.1 ORÍGEN ......................................................................................................... 28
2.2.2 EVA HELLER ................................................................................................. 29
2.2.2.1 PSICOLOGÍA DEL COLOR. CÓMO ACTÚAN LOS COLORES SOBRE
LOS SENTIMIENTOS Y LA RAZÓN ............................................................................ 29
2.2.2.2 COLORES PSICOLÓGICOS ..................................................................... 30
2.2.2.3 ACORDES CROMÁTICOS ........................................................................ 34
2.3. PROCESAMIENTO DE IMÁGENES .................................................................... 35
2.3.1 MODELOS DE COLOR ................................................................................. 35
2.3.1.1 RGB ............................................................................................................ 35
2.3.1.2 HSI .............................................................................................................. 36
2.3.1.3 CMYK ......................................................................................................... 36

2.3.2 SEGMENTACIÓN DE COLOR ...................................................................... 37
2.3.2.1 K-MEANS ................................................................................................... 38
3. MÉTODO PARA LA IDENTIFICACIÓN DE LA SEMÁNTICA DEL COLOR EN
IMÁGENES. ......................................................................................................................... 40
3.1. MATERIALES ........................................................................................................ 40
3.1.1 BASE DE IMÁGENES ................................................................................... 40
3.1.2 SOFTWARE ................................................................................................... 41
3.2. DESCRIPCIÓN DEL MÉTODO COMPUTACIONAL ........................................... 41
3.3. PARTES DEL SISTEMA ....................................................................................... 41
3.3.1 BASE DE DATOS DE COLOR ...................................................................... 41
3.3.2 BASE DE DATOS DE ACORDES ................................................................. 42
3.3.3 SEGMENTACIÓN DE LA IMAGEN ............................................................... 43
3.3.4 CODIFICACIÓN DE LA IMAGEN .................................................................. 44
3.3.5 IDENTIFICACIÓN DEL EFECTO .................................................................. 45
4. ANÁLISIS Y RESULTADOS......................................................................................... 46
4.1. SEGMENTACIÓN DE LA IMAGEN .......................................................................... 46
4.2. CODIFICACIÓN DE LA IMAGEN ............................................................................. 47
4.3. IDENTIFICACIÓN DE EFECTO ............................................................................... 49
5. CONCLUSIONES ......................................................................................................... 53
BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................................... 54

LISTA DE TABLAS

Tabla 1. Contrastes Psicológicos. Tomada de: Psicología del Color 33
Tabla 2. Medias Base de Datos de Color 42
Tabla 3. Posiciones de Colores 43
Tabla 4. Ejemplo Código Acorde Fantasía 43
Tabla 5. Código Acorde Original de Calor 48
Tabla 6. Código Resultado Acorde de Calor de w3schools 48
Tabla 7. Código Resultado Acorde de Calor de Pantone 48
Tabla 8. Resultados prueba del método 48
Tabla 9. Posibles confusiones de color 49
Tabla 10. Resultados del método con heurística 50
Tabla 11. Medias heurísticas 50
Tabla 12. Resultado Código Acorde Anticuado 51
Tabla 13. Resultado Código Acorde Barato 52
Tabla 14. Resultado Error Código Acorde Frío 52

LISTA DE FIGURAS

Figura 1. Colores Fríos y Cálidos. ........................................................................ 18
Figura 2. PrimariosSustractivos. ......................................................................... 19
Figura 3. Primarios aditivos. ................................................................................ 19
Figura 4. Colores Primarios y Secundarios en el arte. ......................................... 20
Figura 5. Círculo Cromático. ................................................................................ 21
Figura 6. Cualidades del Color............................................................................. 22
Figura 7. Colores Complementarios..................................................................... 22
Figura 8. Colores Adyacentes. ............................................................................. 23
Figura 9. Triadas.................................................................................................. 23
Figura 10. Colores Análogos. .............................................................................. 23
Figura 11. Dobles Complementarios. ................................................................... 24
Figura 12. Monocromáticos. ................................................................................ 24
Figura 13. Absorción de la luz.............................................................................. 25
Figura 14. Partes del ojo. ..................................................................................... 26
Figura 15. Conos y Bastones en la retina. ........................................................... 26
Figura 16. Espectro ondas electromagnéticas. .................................................... 27
Figura 17. Longitud de onda del espectro visible. ................................................ 27
Figura 18. Descomposición de la luz blanca. ....................................................... 28
Figura 19. Colores más y menos apreciados. ...................................................... 30
Figura 20. Ejemplo Contraste Psicológico. .......................................................... 34
Figura 21. Acordes cromáticos, Composición de colores ..................................... 34
Figura 22. Espacio de color RGB. ........................................................................ 35
Figura 23. Espacio de Color HSI. ......................................................................... 36
Figura 24. Espacio de Color CMYK. .................................................................... 37
Figura 25. Algoritmo de K-means. ....................................................................... 39
Figura 26. Ejemplo Base de Imágenes ................................................................ 40
Figura 27. Método Computacional SemCo .......................................................... 41
Figura 28. Acorde Fantasía .................................................................................. 42
Figura 29. Imagen Segmentada Acorde Fantasía ................................................ 44
Figura 30. Imágenes de entrada y salida del sistema de segmentación .............. 46
Figura 31. Error segmentación............................................................................. 47
Figura 32. Imágenes de entrada y salida sistema de codificación........................ 47
Figura 33. Imágenes de entrada y salida sistema de identificación de acorde ..... 49
Figura 34. Imágenes acorde Anticuado ............................................................... 51
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Figura 35. Imágenes Acorde Barato .................................................................... 51
Figura 36. Imágenes error acorde frío..................................................................52

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LISTA DE ANEXOS

Anexo1. Base de Acordes

GLOSARIO

ACORDES CROMÁTICOS: un acorde son combinaciones de colores que pueden
dar significados diferentes. Cada color puede producir más de una sensación, en
ocasiones los sentimientos pueden ser contradictorios y depende del contexto en el
que se utilicen [15].

K-MEANS: el algoritmo K-means, creado por MacQueen en 1967 es el algoritmo de
clustering más conocido y utilizado ya que es de muy simple aplicación y eficaz.
Sigue un procedimiento simple de clasificación de un conjunto de objetos en un
determinado número K de clústeres, K determinado a priori [9].

PSICOLOGÍA DEL COLOR: la psicología del color es un campo de estudio que está
dirigido a analizar el efecto del color en la percepción y la conducta humana [12].

RGB: En el modelo RGB, cada color aparece en sus componentes espectrales
primarios de rojo, verde y azul. Este tipo de modelo es utilizado en iluminación,
televisión y monitores de ordenadores. El valor de cada canal toma valores de 0 a
255 [24].

SEGMENTACIÓN DE IMAGEN: la segmentación de imágenes se ocupa de
descomponer una imagen en sus partes constituyentes, es decir, los objetos de
interés y el fondo, basándose en ciertas características locales que nos permiten
distinguir un objeto del fondo y objetos entre sí [2].

SEMÁNTICA: explicación de las estructuras y gramáticas que dan significado a los
textos visuales [4].

SEMCO: sistema de identificación de efectos en imágenes (semántica del color).

RESUMEN

La psicología del color es un campo, que ha estudiado la importancia, el simbolismo
y los efectos del color en las personas. Según esta teoría, es posible describir
diferentes sentimientos que se relacionan con un color en contextos distintos, y
asociar un conjunto de colores a efectos que crean sentimientos e impresiones
semejantes. Basados en lo anterior, este proyecto pretende proporcionar un método
computacional de análisis semántico, aplicado a imágenes digitales, que identifique
la composición de colores, para extraer efectos asociados a sentimientos e
impresiones coherentes con la psicología del color.

Para el desarrollo del estudio, se construyó un sistema que permite identificar
efectos: sentimientos o impresiones, a partir de una imagen de entrada. El sistema
consta de tres partes: una de segmentación de imagen basada en color; una de
identificación de colores fundamentales, basado en la teoría de la psicología del
color; y una tercera parte de identificación de efecto.

Para la segmentación de color se usa un de método de agrupación, que identifica
regiones de colores dominantes en la imagen, lo cual permite su posterior mapeo al
espacio de color psicológico y análisis semántico.

Finalmente, en la identificación semántica del efecto, según la teoría de la psicología
del color, se realiza tomando los porcentajes de color dominante en la imagen,
mapeados al espacio de color psicológico, lo que permite buscar su significado
automáticamente, contra una base de conocimiento que contiene asociaciones
entre grupos de colores y sus efectos planteados en la teoría de Eva Heller [15].

Palabras clave: Psicología del color, acordes cromáticos, segmentación, semántica.

INTRODUCCIÓN.

El color es un factor de gran importancia para el ser humano, puesto que está
presente en todo su contexto de manera ininterrumpida, y es capaz de evocar
múltiples sensaciones y/o efectos en las personas. Es importante saber que el color
no es fijo, varía dependiendo de diferentes aspectos como la luz, el receptor o el
contexto; esto puede ser aplicado en áreas como las artes plásticas, el diseño, el
marketing, la ciencia, la moda, entre otros y resulta de utilidad para orientar la toma
de decisiones frente al uso del color con el fin de favorecer el cumplimiento de
objetivos puntuales [28].

Observar e interpretar el color, ha sido parte de grandes investigaciones tanto en
psicología como en teoría del color; buscando aprovechar las cualidades de este y
así transmitir mensajes de una forma adecuada [26].

Basándose en la psicología del color se realizó un estudio en Alemania, que dio
como resultado el libro “Psicología del Color”, donde Eva Heller explica lo que
produce cada color en las personas, con base en su historia y su conocimiento
psicológico. Adicional a esto, se planteó una serie de combinaciones de colores, las
cuales pueden llegar a tener un significado específico dependiendo de la proporción
y el contexto en el que se encuentren, denominados acordes cromáticos [15]. “Cada
color provoca en nosotros una reacción espontánea, cada uno tiene un sentido
simbólico completo y concreto” [6].

Por otra parte, los artistas visuales crean sus piezas de arte para producir un efecto
óptico y psicológico en los observadores, Colombo, C, et al. (1999) buscan
relacionar el mensaje semántico que pueden transmitir las imágenes de arte, por
medio de la combinación de sus colores, y plantean unas reglas necesarias para
representar el contenido visual de estas imágenes [8].

En el campo de información semántica en imágenes, actualmente se realizan
trabajos de investigación que utilizan métodos como minería de datos, color
dominante y agrupación de datos con el fin de obtener características específicas
de la imagen. Según Maheshwari, et al. (2009) se puede interactuar con las
imágenes para obtener información que está presente pero no explícita; basándose
en propiedades que son inherentes a la misma, identificando patrones de color que
se repiten y relacionándolos a una textura mediante el uso de algoritmos de
agrupación de datos k-means [21].

Basados en la teoría del color y los acordes cromáticos, se desarrolló un método
computacional para identificar el efecto que produce una imagen a su observador,
tomando propiedades tales como los colores que la conforman y la proporción entre

ellos. Se emplearon métodos de agrupación de datos que permitieron obtener las
regiones principales de cada imagen y la información de los colores que la
componen, para finalmente asociarla a una sensación y/o efecto mencionados en
la teoría de Eva Heller [15].

En el capítulo 1 se define el problema de solucionar, los objetivos, justificación y
delimitación del trabajo. En el capítulo 2 se lleva a cabo el marco de referencia
utilizado durante el desarrollo de este proyecto, incluyendo el color, sus atributos, la
percepción del color, la psicología y las teorías en las que se basa el estudio,
segmentación y modelos de color. En el capítulo 3 se definen los materiales y el
software utilizado. En el capítulo 4 se describe el método computacional como
resultado de la investigación, sus sistemas y bases de datos. En el capítulo 5 se
muestran los resultados de las pruebas realizadas con la aplicación del método a
diferentes imágenes. Finalmente, en el capítulo 6 se presentan las conclusiones del
trabajo.

1. DEFINICIÓN DEL PROBLEMA.

En la actualidad, se está rodeado de mucha información visual e imágenes que
están creadas con el fin de transmitir un mensaje. Por esto, se debe obtener
información no solamente textual, sino también la información que presentan las
imágenes de forma no explícita. Esto crea la necesidad de generar elementos que
permitan identificar, recuperar y organizar la información semántica de las imágenes
y transmitirla, debido a que en ocasiones no se percibe el significado de lo que estas
transmiten en realidad. Según la psicología del color,es posible describir
sensaciones a partir de los colores por medio de los acordes cromáticos pero, ¿es
posible identificar estas sensaciones por medios computacionales?.

1.1. JUSTIFICACIÓN

La psicología del color ha sido un campo de grandes investigaciones, lo que se
quiere lograr con este proyecto, es proporcionar un método computacional que
identifique las sensaciones que generan los colores en las personas, basados en la
teoría de acordes de Eva Heller [15].

El desarrollo de este proyecto se hace con el fin de aportar avances en el estudio
de las imágenes digitales, solventando la necesidad de obtener información a través
de estas e identificando su mensaje semántico, obteniendo las sensaciones
presentes en ellas. Este estudio puede apoyar las áreas de mercadeo, publicidad,
arte y demás, en los que se crean imágenes con el fin de transmitir un mensaje al
observador, es de gran importancia hacer un aporte en el desarrollo de futuras
investigaciones tanto en la psicología del color, como en la semántica de imágenes.

1.2. OBJETIVOS

1.2.1 OBJETIVO GENERAL

Desarrollar un método computacional que permita identificar la información
semántica relacionada a una imagen mediante psicología del color.

1.2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Crear una base de imágenes clasificadas de acuerdo a la psicología del color, para
la verificación del método.

Realizar una segmentación por color que permita encontrar los colores dominantes
en una imagen.

Encontrar la proporcionalidad de color entre las regiones obtenidas que sirva como
dato de entrada para el método inteligente.

Desarrollar un método computacional que permita analizar los datos obtenidos a
partir de la imagen, asociándolos a un acorde cromático de los establecidos en la
base de datos.

1.2.3 DELIMITACIÓN

Se quiere abordar el problema enfocado principalmente al arte y la publicidad
debido a que en ellas se busca comprender las reacciones que tienen las personas
ante una imagen. En esta investigación, se va a desarrollar un método
computacional que permita identificar la sensación relacionada a una imagen digital,
por medio de los colores que la componen. El proyecto será desarrollado en un
máximo de un año.

 Las imágenes que se trabajarán serán en formatos .tiff y .jpg.

 Las imágenes de acordes de prueba serán de 100x100 pixeles y las imágenes
de aplicación del método podrán tener cualquier tamaño.

 Se analizará una imagen por proceso.

 La base de datos de acordes tendrá 117 imágenes.

 En la imagen se podrán identificar de 2 a 5 regiones de color.

 Se podrá encontrar sólo un acorde por imagen.

2. MARCO DE REFERENCIA.

Se realiza un marco de referencia de las teorías previas al desarrollo de este
proyecto, con el fin de dar una vista general, se tratarán temas como color,
percepción, psicología del color y segmentación de imágenes en color.

El color resulta de la percepción del ojo a las longitudes de onda de la luz blanca,
es decir, no es una realidad física, aun así cuando se habla de color, es todo lo que
se ve y se percibe. El color se ha utilizado también para crear experiencias y
sensaciones, es por esto que para llegar a la psicología del color se observa primero
qué es el color y los factores que intervienen en el, siendo estos, físicos, biológicos
y perceptuales.

Para trabajar el color digitalmente es importante conocer la manera en la que este
se representa de forma computacional, luego se habla del procesamiento de las
imágenes y finalmente la segmentación de imágenes en color y sus métodos.

2.1. COLOR

Se habla de color como la impresión visual que tiene un sujeto de un objeto
particular, esto ocurre como resultado de diferentes procesos físicos, biológicos y
neuro-psicológicos [12].

Se clasifican los colores según diferentes características, como su asociación a algo
cálido o frío, como se observa en la Figura 1 Existen ciertas normas para combinar
los colores de manera adecuada según su uso y generar diferentes sensaciones,
se conoce como armonías de color [25].

Figura 1. Colores Fríos y Cálidos. Tomado de: www.cultura10.com

2.1.1 TEORÍA DEL COLOR
La teoría del color trata sobre las posibles mezclas entre los tres colores primarios,
estos se consideran absolutos y no pueden crearse de la mezcla de otros colores.
De la mezcla de los colores primarios se obtienen los secundarios y luego los
terciarios, para así lograr una extensa gama de colore [30]. Existen tres teorías de
color, dependiendo del ámbito en el que se utilice y se muestran a continuación.
La teoría del color de la materia es el que está compuesto por pigmentos como la
pintura o tinta, es utilizado en la imprenta. Los colores primarios dentro de esta
teoría son el cyan, magenta y amarillo, también se le conoce como mezcla
sustractiva, pues para obtener diferentes colores se utilizan filtros para restar la luz
de los colores primarios [14]. La mezcla de los tres colores primarios da como
resultado el color negro, como se muestra en la Figura 2.

La teoría del color de la luz es el color que proviene de emisores de luz ya sea el
sol, bombillas, fuego etc. Los colores primarios dentro de esta teoría son rojo, verde
y azul, se muestra en la Figura 3 y la mezcla de estos tres colores da como resultado
el blanco [30].
Figura 2. Primarios Sustractivos. Tomada de: http://www.upalbacete.es
Figura 3. Primarios aditivos. Tomada de: http://www.upalbacete.es

La teoría de color según los artistas y diseñadores plantea que los colores primarios
son el amarillo azul y rojo y que mezclando estos pigmentos pueden conseguir todos
los demás tonos [14]. Los colores se muestran en su estado más puro, como se
muestran en la Figura 4.

Primarios

Secundarios

2.1.1.1 CÍRCULO CROMÁTICO

El círculo cromático o círculo de matices es el resultado de muchas investigaciones
en el cual los teóricos y artistas plasmaron los colores del espectro con cada una de
sus derivaciones y transiciones, manteniendo el orden de rojo, naranja, amarillo,
verde, azul y violeta [14].

Se divide en 12 secciones, mostrando los tonos primarios, secundarios y terciarios.
Los tres colores primarios forman un triángulo equilátero, los secundarios y
terciarios se ubican entre estos [28], como se muestra en la Figura 5.

Figura 4. Colores Primarios y Secundarios en el arte.

2.1.1.2 ATRIBUTOS DEL COLOR

Los atributos del color son elementos que hacen un color diferente de otro, pues
cambian su aspecto y la forma de ser percibido. Estas propiedades se basan en el
estudio de Alber Münsell en el que organizó los colores según su saturación o
pureza horizontalmente y verticalmente hay intervalos de 0 a 10, en los que se
ubican el negro y el blanco respectivamente [14].

Tono o Matiz: Es la cualidad cromática que diferencia un color de otro, permite
designar cuando un tono es violeta, rojo verde, etc. Está relacionado con la longitud
de onda de su radiación y es color puro, sin ninguna otra mezcla [14].

Saturación: Se refiere a la cantidad de pureza que tiene un tono respecto al gris. Un
color con alta saturación es el color en su estado más puro, a medida en que se
agrega gris se dice que el color se ha ensuciado o está menos saturado [14].

Luminosidad: Es la intensidad lumínica de un color y la capacidad de este de reflejar
el blanco, es decir, que tan claro u oscuro es un color [14].

Estas cualidades o atributos del color son características sensoriales que definen el
color, se muestran en la Figura 6.

Figura 5. Círculo Cromático. Tomada de: La Armonía del Color

2.1.1.3 ARMONÍAS DE COLOR

Basándose en la estructura del círculo cromático, los expertos desarrollaron las
armonías, lo que consiste en las combinaciones entre varios matices o un mismo
matiz pero con cierta relación pararealizar una composición [14]. Los colores
armónicos son aquellos que se complementan entre sí y crean un efecto agradable
a la vista.

Colores complementarios: El tono entre los dos colores son opuestos dentro del
círculo cromático, estos se complementan ya que el color logra un contraste
máximo, mostrando así un color más intenso y ayuda a causar más impacto [16].
En la Figura 7 se observa el círculo cromático y un ejemplo colores complementarios
entre rojo y verde.
Figura 6. Cualidades del Color. Tomada de: www.dimodablog.com
Figura 7. Colores Complementarios. Tomada de: www.ipixelestudio.com

Adyacentes: Se toma un color cualquiera dentro del círculo cromático y los dos
colores que están al lado de su opuesto. Esta combinación no resulta tan marcada
como la anterior [14], se ve en la Figura 8.

Triadas: Esta composición se hace tomando los colores que forman un triángulo
equilátero, son distantes entre sí, formando 120º el uno del otro [14]. La combinación
entre verde, naranja y violeta se ve en la Figura 9.

Análogos: Son colores inmediatamente próximos, debido a su parecido tienen una
gran armonía y en ocasiones funcionan bien juntos [31]. Ver Figura 10.

Figura 8. Colores Adyacentes. Tomada de: www.tintasepintura.pt
Figura 9. Triadas. Tomada de: www.tintasepintura.pt
Figura 10. Colores Análogos. Tomada de: www.tintasepintura.pt

Dobles Complementarios: Para esta armonía se utilizan parejas de opuestos entre
sí [31], como en la Figura 11.

Monocromáticos: Esta armonía un color base y se juega con su saturación y brillo,
teniendo así una armonía en un solo tono. En la Figura 12 se muestra un ejemplo
con el azul.

2.1.2 PERCEPCIÓN DEL COLOR

La percepción del color es subjetiva y depende de diferentes factores que influyen
en el observador, dentro de estas está la longitud de onda del espectro visible, el
área que rodea al objeto puede cambiar la percepción que se tiene de un color, la
cantidad de iluminación que incide sobre el objeto, la porción de la retina en donde
incide el estímulo y el estado de adaptación del observador [7].

La luz no existe en una realidad física, existen las longitudes de onda que hacen
posible la percepción de diferentes colores en el entorno. Ha existido diferentes
Figura 11. Dobles Complementarios. Tomada de: coloruts.wordpress.com
Figura 12. Monocromáticos. Tomada de: www.berel.com.mx

estudios que llegan a las afirmaciones de hoy, Isaac Newton fue el encargado de
descubrir la descomposición y síntesis de la luz blanca, en el siglo XVII [7].

Los cuerpos se componen de sustancias que absorben y reflejan las ondas
electromagnéticas y nos hacen ver los colores. Un objeto es de un color cuando
refleja las radiaciones de ese color, si el objeto se ve negro es porque no refleja
ningún color [7]. En la Figura 13 se ve como un objeto absorbe y refleja los colores
para que el ojo lo perciba.

2.1.2.1 OJO HUMANO

Los ojos son los encargados del sentido visual del ser humano y junto con el
cerebro, crean la imagen del mundo exterior. El ojo se compone de diferentes partes
que hacen posible la visión y la percepción del color, dentro de ellos está la córnea,
la pupila, la retina, la fóvea y muchas más partes que conforman el ojo [23].

Dentro de la retina del ojo existen dos células (bastones y conos) que hacen posible
ver los colores, se denominan fotorreceptoras y son las encargadas de detectar las
longitudes de onda presentes en el entorno y está capacitado para percibir un rango
limitado de frecuencias de luz, en la Figura 14 se ve el ojo y en qué parte se
encuentran ubicadas esta células.

Cada una de estas células está destinado para cada color primario del espectro,
recogen la información de las ondas de luz y las transforman en impulsos eléctricos
que se envían al cerebro por medio de los nervios ópticos [16].

Figura 13. Absorción de la luz. Tomada de: lapizuri.wikispaces.com

Bastones: Estas células son las encargadas de la visión con poca luz o visión
escotópica, ya que al haber poca luz es difícil percibir color en los objetos. Los
bastones son células altamente sensibles a la intensidad luminosa, luego se les
atribuye el poder ver la saturación y el matiz [23].

Conos: Estos son los encargados de la visión diurna o visión Fotópica, son mucho
más rápidos que los bastones al sentir estímulos de luz, luego también se les asocia
la capacidad de detectar los cambios en objetos veloces. Su principal característica
es captar el color y esto es posible debido a su capacidad de captar tres regiones
del espectro luminoso, hay conos sensibles a las ondas del rojo, otros al verde y
otros al azul, según el estímulo, se activará un cierto grupo de conos [23]. Ver la
Figura 15 para ver cómo están dispuestos los conos y bastones en el ojo.

Figura 14. Partes del ojo. Tomado de: lapizuri.wikispaces.com
Figura 15. Conos y Bastones en la retina. Tomada de: www.maslibertad.com

2.1.2.2 ESPECTRO VISIBLE

La clasificación de las ondas electromagnéticas empieza en las ondas de radio,
siguen las microondas, es decir las del infrarrojo, luego la luz visible y posterior a
este el ultravioleta, los rayos x y rayos gamma, como se ve en la Figura 16 [22].

Dentro del rango de la luz visible, cada longitud de onda define un color diferente,
este rango va desde 380 nanómetros, es decir el color violeta, y va hasta los 730
nanómetros, siendo este el color rojo. En la Figura 17 se muestra el rango visible
del espectro. Dependiendo de la persona, se pueden llegar a percibir un millón de
colores. Los siete colores del espectro son rojo, naranja, amarillo, verde, azul, índigo
y violeta y al sumar todas las longitudes de onda de los colores el resultado es la
luz blanca [16].

Figura 16. Espectro ondas electromagnéticas. Tomada de: www.proyectacolor.cl
Figura 17. Longitud de onda del espectro visible. Tomada de: drisfrutalaisica.wordpress.com

Al descomponer la luz blanca, hecho por Newton, se empieza a hablar de espectro
y los colores en los que se descompone esta, son cada una de las longitudes de
onda, como se observa en la Figura 18. Newton descubre que los diferentes colores
en los que se divide la luz viajan a la misma velocidad en el aire, pero a diferentes
velocidades en el cristal transparente [16].

2.2. PSICOLOGÍA DEL COLOR

La psicología del color se encarga de analizar el efecto de los colores en la
percepción y la conducta humana, esto es aplicado al diseño, la moda, el arte y
también a la medicina, a pesar de considerarse aún una ciencia inmadura [10].

La percepción del color es personal y por tanto, subjetiva. El simbolismo que tienen
los colores según la cultura ha sido tema de diferentes estudios y su influencia en
la religión, la ciencia, la ética. Se ha demostrado que el color tiene una gran
influencia sobre el ser humano tanto física como psicológicamente pues produce
diferentes sensaciones.

El color crea estímulos y sensaciones al receptor y tiene diferentes connotaciones
para representar mensajes, siendo esto importante para publicistas, diseñadores,
decoradores, educadores y todas las profesiones que requieran transmitir cosas
específicas al ser humano [2].

2.2.1 ORÍGEN

En sus inicios se habla que Aristóteles describió los colores básicos basándose en
la tierra, el agua, el cielo y el fuego. Posterior a esto, Leonardo Da Vinci clasificó
los colores básicos como amarillo, verde, azul y rojo, colocando el blanco como
receptor de los colores y el negro, la ausencia [10].
Figura 18. Descomposición de la luz blanca. Tomada de: www.proyectacolor.cl

Para el siglo XVIII Isaac Newton con sus experimentos en la descomposición de la
luz, plantea los fundamentos de la teoría lumínica. Y al que finalmente se le atribuye
el inicio de lapsicología del color es Johann Wolfgang von Goethe, quien es la
primera persona en asociar los colores con las sensaciones que produce en las
personas. Para 1810 él publica el libro Teoría de los Colores en donde al plantear
toda su investigación contradice a Newton, argumentando que los colores no son
sólo física, si no también percepción y describe cada color [27].

Otro autor muy importe es Kandinsky, quien habla de un efecto físico y psicológico
de los colores, generan sensaciones, además dice “La fuerza psicológica del color
provoca una vibración anímica. La fuerza física elemental es la vía por la que el
color llega al alma” [18].

2.2.2 EVA HELLER

El estudio más reciente de psicología del color es el hecho por Eva Heller, basada
en la teoría de los colores de Goethe.

Eva Heller (1948-2008) nació en Alemania, estudió sociología y psicología, era
experta en teoría del color y escribió diferentes libros, dentro de estos Psicología
del Color [11], en el 2004, libro en el que se basó el proyecto y se explica a
continuación.

2.2.2.1 PSICOLOGÍA DEL COLOR. CÓMO ACTÚAN LOS COLORES SOBRE
LOS SENTIMIENTOS Y LA RAZÓN

Este libro contiene los resultados y análisis de una encuesta realizada a 2000
personas entre hombres y mujeres de 14 a 97 años con diferentes profesiones en
Alemania, de la que se clasifican los colores más y menos apreciados, qué
impresiones causaba cada color y qué colores asociaban a diferentes sentimientos.
En la Figura 19 se puede ver los resultados de la investigación de Eva Heller en
cuanto los colores más y menos apreciados con el porcentaje de cada uno de los
trece colores establecidos.

El libro contiene un capítulo por color y se muestra cómo la historia y la experiencia
están ligadas a los sentimientos y reacciones que producen los colores en las
personas. “Los resultados del estudio muestran que colores y sentimientos no se
combinan de manera accidental, que sus asociaciones no son cuestiones de gusto,
sino experiencias universales” [15].

Dentro del libro se plantean diferentes combinaciones de colores con un significado
específico, según los resultados de la encuesta y teniendo en cuenta la proporción
de cada uno.

2.2.2.2 COLORES PSICOLÓGICOS

Dentro de la teoría de Eva Heller se habla de trece colores, azul, rojo, amarillo,
verde, negro, blanco, naranja, violeta, rosa, oro, plata, marrón y gris.

Si se habla de los colores en la teoría, muchos clasifican los colores de cierta
manera, unos más importantes que otros, pero dentro de la psicología todos tienen
la misma importancia y no puede ser reemplazado uno por el otro [15].
Figura 19. Colores más y menos apreciados. Tomado de: Psicología del Color

Al hablar de cada color se dice que el azul es el color preferido por excelencia, es
un color frío y tranquilizante, es el más nombrado para la simpatía, armonía, amistad
y confianza. También encuentra relación con lo lejano e infinito, la fidelidad, fantasía
y la divinidad. Es asociado a lo masculino, la inteligencia y la ciencia [15].

El Rojo es el color de la pasión, es agradable para una mayoría considerable de
hombres y mujeres. El simbolismo del rojo está asociado a la experiencia, tal como
el fuego y la sangre. Es un color asociado tanto al amor como al odio, a la alegría,
lo cercano, a la nobleza, el lujo y también a la agresividad junto con el negro. El rojo
evoca peligro, lo prohibido, inmoral. Es bastante utilizado en la publicidad, cosa que
sobrecarga la visión de los observadores y hace que este color pierda favoritismo
[15].

El amarillo es considerado como un color contradictorio pues si bien es el color del
optimismo, también lo es del enojo y la envidia, se asocia a la diversión, a la traición,
el sol, y la luz. Es considerado el color de la envidia, los celos y la mentira, es un
color llamativo y hasta chillón, también se refiere a algo viejo y sucio. Siendo el color
contradictorio, este color también se asocia a lo creativo, advertencia, entendimiento
y el amor sensual [15].

El verde es el color de la fertilidad, la esperanza, lo sagrado y lo venenoso, es
considerado un color intermedio pues si lo cálido es el rojo y lo frío lo azul, el verde
es de una temperatura agradable. Es asociado a la naturaleza, la vida y salud, lo
fresco y por esto también se refiere a la inmadurez y la juventud. El color de la
esperanza y lo tranquilizador, color de la libertad y los irlandeses [15].

El negro es el color del poder, la violencia y la muerte, es muy apreciado por los
diseñadores y la juventud. Se asocia al final, al luto, al duelo, la negación. Es oscuro,
alusivo a lo sucio, lo malo, la mala suerte, la ilegalidad, la brutalidad, pero también
a lo conservador, la elegancia [15].

El blanco se considera como la inocencia, el color bien, la perfección y los espíritus,
es un color que se asocia a lo femenino, limpio, esterilizado, es un color vacío, ligero.
En algunas culturas es considerado el color del luto y los muertos [15].

El naranja es el color de la diversión, lo exótico y lo llamativo pero poco estimado,
psicológicamente se piensa primero en el rojo y el amarillo que en el mismo naranja.
Es un color lleno de sabor, tiene varios aromas ya que lo encontramos en los
alimentos. Se asocia a la diversión, lo social, lo inadecuado, el otoño [15].

El violeta se ve mucho en la magia, la teología y el feminismo, el lila y el violeta no
se ven mucho en la naturaleza, se asocia al poder, la penitencia, lo singular y

extravagante. Es el color de los chakras, el esoterismo, la sexualidad, es un color
ambiguo [15].

El rosa es dulce, delicado, escandaloso y cursi, es el color del encanto, la cortesía,
la ternura erótica y el desnudo. Se asocia a lo infantil, lo pequeño, tierno y suave, a
las ilusiones, los milagros [15].

El oro es asociado al dinero, la felicidad, la fama y el lujo. También se asocia al color
del sol, la belleza, lo decorativo, se ve presuntuoso [15].

El color plata se asocia a la velocidad, el dinero y la luna. No se piensa como un
color si no como un material, ocupa siempre un lugar secundario. Es un color que
se siente distante y frío, es elegante [15].

Marrón o café es color de lo acogedor, lo corriente y la necedad, es el color menos
apreciado pero se encuentra en todas partes, se asocia a lo feo, antipático, la
pereza, el secreto. También es acogedor, es apreciado en los espacios habitables
[15].

El gris es aburrido, anticuado, cruel. Es un color que no tiene carácter, es sin fuerza,
conformista, se asocia a los sentimientos sombríos, lo inhumano. Es el color de la
vejez, las canas, lo olvidado, el pasado [15].

Hablando de colores psicológicos, Eva Heller crea un nuevo concepto para los
opuestos, si bien en la teoría son los complementarios, ella los define como
opuestos en sus rasgos psicológicos y lo define como contrarios psicológicos [15].
En la tabla 1 se muestran los colores psicológicos opuestos planteados en el libro
Psicología del color. En la Figura 20 se muestran algunos ejemplos referentes a la
tabla.

Colores Psicológicamente
contrarios

Contraste Simbólico

Rojo - azul
Activo – Pasivo
Caliente – frío
Alto – bajo
Corporal – espiritual
Masculino – femenino

Rojo - blanco
Fuerte – débil
Lleno – vacío
Pasional – insensible

Azul – marrón
Espiritual – terrenal
Noble – innoble
Ideal – real
Amarillo – gris y naranja - gris Brillante – apagado
Llamativo – moderado
Verde – violeta Natural – artificial
Realista – mágico

Blanco - marrón
Limpio – sucio
Noble- innoble
Diáfano – denso
Listo – tonto

Negro – rosa
Fuerte – débil
Rudo – delicado
Duro – blando
Insensible – sensible
Exacto – difuso
Grande – pequeño
Masculino - Femenino

Plata – amarillo
Frío – cálido
Imperceptible – llamativo
Metálico – inmaterial
Dorado – gris y dorado –
marrónPuro – impuro
Caro – barato
Noble - cotidiano

Tabla 1. Contrastes Psicológicos. Tomada de: Psicología del Color

2.2.2.3 ACORDES CROMÁTICOS

Los acordes son combinaciones de los colores que son más frecuentemente
asociados a un efecto en particular, de esta manera los define Eva Heller. El mismo
color combinado con otro da sensaciones diferentes, el acorde determina el efecto
del color principal, durante la investigación se comprueba que un color se relaciona
siempre con sentimientos e impresiones semejantes [15].

Se plantean 115 acordes, con diferentes combinaciones entre los 13 colores de la
teoría, cada acorde puede estar compuesto de 2 a 5 colores y representa una
sensación diferente, cada acorde tiene un color principal que ejerce mayor influencia
y esto depende de la proporción que tiene cada uno según los resultados de la
investigación de Eva Heller. En la Figura 21 se muestran diferentes ejemplos de
acordes cromáticos dependiendo de la cantidad de colores que lo conforman, la
figura (a) corresponde al acorde amor y lo conforman dos colores, siendo el rojo el
color dominante, la figura (b) es el acorde de aburrimiento, lo componen 3 colores y
su color dominante es el gris, en la figura (c) se observa el acorde de lo feo, este
acorde está compuesto por 4 colores, siendo el más importe el gris, en la figura (d)
se muestra el acorde de lo acogedor, este está compuesto por 5 colores y su color
de mayor influencia es el café.

(b)

(b)
(c)

(c)

(d)

(d)
Figura 20. Ejemplo Contraste Psicológico. Tomado de: Psicología del Color
Figura 21. Acordes cromáticos, Composición de colores
(a)

(b)

2.3. PROCESAMIENTO DE IMÁGENES

Es un campo que tiene como objetivo el tratamiento de las imágenes para obtener
ciertas características que sean necesarias para su análisis e interpretación o para
la realización de nuevas imágenes procesadas. Las imágenes pueden ser
fotografías, fotograma de video o generadas computacionalmente [32].

2.3.1 MODELOS DE COLOR

Un modelo de color es un sistema coordenado y especifico que representa cada
los colores a partir de un punto, estos sistemas casi siempre son tridimensionales y
dentro de estos encontramos el RGB, CMYK, HSI etc, El uso de cada uno de estos
sistemas depende el fin requerido.

Los modelos de color permiten unificar un espacio común para la utilización de color
ya sea digital o impreso, cada modelo representa un método distinto y por ende un
tratamiento diferente [16].

2.3.1.1 RGB

Lo colores primarios dentro de este sistema son rojo, verde y azul, está basado en
un sistema de coordenadas cartesianas, se usa en televisión, monitores e
iluminación.

En la Figura 22 se representa el funcionamiento del sistema RGB, se contiene en
un cubo, donde lo valores primarios son rojo, verde y azul y se encuentran en las
esquinas del sistema, todos los valores de R, G y B estarán en el rango [0,1]. Los
colores secundarios son el cyan, magenta y amarillo, estos se encuentran en las
esquinas opuestas. El negro se encuentra en el origen y en la esquina opuesta se
encuentra el blanco [13].

Figura 22. Espacio de color RGB. Tomada de: gimp123.blogspot.com

2.3.1.2 HSI

Este color está basado en las tres propiedades del color (tono, saturación e
iluminación), es más práctico para la interpretación humana a diferencia de otros
modelos de color [13]. En este modelo, el tono es dado en grados, en un rango [0
359], la saturación y la intensidad están normalizadas, dadas en el rango [0 1]. Ver
Figura 23.

2.3.1.3 CMYK

Los colores primarios en este sistema son en cyan, magenta y amarillo, los cuales
son los colores primarios de los pigmentos. Este modelo de color se usa para
impresoras y fotocopiadoras los cuales usan sistemas de conversión de RGB a
CMYK [13]. Funciona en un cubo, como el modelo RGB y los valores de cada
componente de color C, M, Y y K están en el rango [0 1] como se puede ver en la
Figura 24.
Figura 23. Espacio de Color HSI. Tomada de: miac.unibas.ch

2.3.2 SEGMENTACIÓN DE COLOR

La segmentación es el proceso en el cual se divide una imagen en diferentes
regiones a partir de sus componentes de color, es de gran importancia en el ámbito
del procesamiento digital de imágenes hay varios algoritmos y métodos con el fin
de identificar los contornos o las regiones de la imagen, tomando información de
intensidad y/o espacial [1].

Existen cuatro clases de segmentación, las cuales son las basadas en el valor del
pixel, técnicas basadas en el área, basadas en orillas y basadas en la física [2], que
se explicarán a continuación.

La segmentación que se basa en el valor del pixel tiene técnicas como la del
histograma, esta técnica implica la elección de un espacio de color que permita la
agrupación de los datos, entendiendo que al utilizar esta técnica se hace una
clasificación o umbralización de los pixeles para regiones homogéneas [2]. El
algoritmo de K-means se encuentra dentro de este primer grupo de segmentación
basada en el valor del pixel, pues se agrupan las regiones, dependiendo de los sus
valores de color. Hace parte de este tipo de segmentación, las técnicas difusas pues
su objetivo es hacer lo más realista problemas de imprecisión en una imagen y está
definida según Foliguet et al como un “conjunto de regiones difusas cuyos soportes
están incluidos en el conjunto de pixeles de la imagen” [29].

La segmentación basada en el área puede ser por crecimiento de regiones las
cuales necesitan de unas semillas iniciales para su funcionamiento y el criterio para
incluir o no pixeles en un área, el proceso se lleva a cabo etiquetando todos los
pixeles a partir de las semillas dadas. Otra técnica de segmentación por área es
división y combinación de regiones, estas comienzan con regiones no uniformes
Figura 24. Espacio de Color CMYK. Tomada de: gimp123.blogspot.com

que se dividen hasta satisfacer los criterios de uniformidad dados, luego de estas
regiones resultantes se unen buscando regiones más grandes con uniformidad [5].

La segmentación por técnicas de orillas o detección de contornos se hace buscando
detectar discontinuidades en la imagen, es decir, cambios drásticos de un pixel a
otro, existen dos importantes que son utilizando la primera o la segunda derivada
[5].

El último grupo es la segmentación basada en la física, estos buscan segmentar de
acuerdo al contorno real con el fin de no ser afectados por las sombras, estos
métodos permiten segmentar mediante la reflexión de la luz y formación de la
imagen [5].

La atención se centrará en el método K-means, pues es el que finalmente se aplica
en el proyecto.

2.3.2.1 K-MEANS

Es un método de agrupamiento de datos que permitirá dividir un grupo de datos en
varios grupos dependiendo el número de centroides dados y que se clasifican de
acuerdo a unas cualidades o atributos dados [20]. K-means tiene diferentes
aplicaciones, en reconocimiento de formas, mapas temáticos, marketing, minería de
datos, entre otras [3].

Este método hace una clasificación no supervisada, así que los resultados
obtenidos dependerán del algoritmo, el número de centroides, el cual debe tener
asociado un centroide, y la medida de distancia establecida para la comparación.

Los puntos o datos que se quieren agrupar se asignarán al centroide más cercano
e iterativamente se irán actualizando los centroides, hasta que las distancias sean
mínimas y no cambie más. En la Figura 25 se observa un ejemplo sencillo al definir
dos medias [3].

El algoritmo del método de agrupamiento k-means se da a continuación:

a. Definir el númerode centroides que va a ser el números de grupos que
se van a agrupar.
b. Asignar a cada uno de los datos el centroide más cercano.
c. Actualizar los centroides de acuerdo a los datos asignados a ese grupo
d. Repetir este proceso hasta que ningún punto del grupo cambie y así
mismo que el centroide no cambie.

Este algoritmo no siempre da la respuesta más óptima puesto que depende de los
centroides iniciales y el número de clusters, suele probarse con diferentes
centroides iniciales y número de k [17].

Figura 25. Algoritmo de K-means. Tomada de: http://elvex.ugr.es/

3. MÉTODO PARA LA IDENTIFICACIÓN DE LA SEMÁNTICA DEL COLOR EN
IMÁGENES.

3.1. MATERIALES

Se utilizaron diferentes herramientas para el desarrollo de este trabajo tales como
una base de imágenes de acordes cromáticos, una base de fotografías que
permitirán evaluar el resultado del proyecto y facilitan el análisis de cada acorde
para la implementación del método, las cuales se explican a continuación.

3.1.1 BASE DE IMÁGENES

Se realizaron imágenes para los 115 acordes cromáticos de la teoría de Eva Heller.
De cada acorde se realizaron tres variaciones, la original, una más clara y una más
oscura, con el fin de asegurar que el método asocia correctamente la sensación a
la imagen del acorde sin importar que los colores varíen la saturación y la intensidad.

Para esta base de imágenes se tiene un total de 345 imágenes de 100x100 px en
formato .tif para la menor pérdida de información. Las imágenes presentes en la
Figura 26 muestran ejemplos de los acordes realizados con sus diferentes
variaciones. Las demás imágenes se encuentran en el Anexo1 Base de Acordes.

Figura 26. Ejemplo Base de Imágenes

3.1.2 SOFTWARE

Durante el desarrollo del método y con el fin de realizar las pruebas de este, se
utilizó el software Matlab R2015a.

3.2. DESCRIPCIÓN DEL MÉTODO COMPUTACIONAL

El desarrollo del método para la identificación de la semántica del color en imágenes
“SemCo” consta de tres etapas, que son: segmentación de la imagen, codificación
de la imagen e identificación de efecto. Se cuenta con dos bases de datos, de color
y de acordes, que permiten la organización de los datos durante el proceso. El
método se encuentra representado en la Figura 27 en donde entra una imagen, la
cual pasa por cada uno de los sistemas y se obtiene el resultado del acorde
correspondiente, a continuación se explica cada parte del sistema.

3.3. PARTES DEL SISTEMA

3.3.1 BASE DE DATOS DE COLOR

Esta base de datos es la que nos da los centroides para inicializar el método, y para
codificar los acordes cromáticos. Con el fin de comparar los resultados del método
con datos reales de color, se seleccionaron colores establecidos por entidades
reconocidas tales como Pantone [33], el cual es un sistema de identificación,
comparación y comunicación del color para las artes gráficas, y W3Schools [34]
como colores de referencia para diseño de páginas web con html. En la tabla 2 se
muestran los valores de referencia para cada color.

Figura 27. Método Computacional SemCo

Tabla 2. Medias Base de Datos de Color

3.3.2 BASE DE DATOS DE ACORDES

Los acordes cromáticos son colores que utilizados en un contexto determinado
tienen un significado particular, en el libro de Eva Heller se plantean diferentes
combinaciones y porcentajes de color, que hacen que la sensación sea diferente y
en ocasiones contradictorio. En la Figura 28 se muestra un ejemplo de acorde
cromático, el cual representa la fantasía. La base de datos de acordes está dada
por un único código creado para cada acorde, el cual contiene los datos de
proporción de los colores que lo conforman.

Cada código está conformado por un vector de 13 posiciones, en el cual cada una
significa un color ya establecido y el dato dentro de la posición es la proporción de
este color dentro de la imagen. En la tabla 3 se muestran los colores asignados a
cada una de las posiciones dentro del código y los valores RGB utilizados.

Posición Color Pantone W3Schools
1 Azul 0,94,184 0,0,255
2 Rojo 218,41,28 255,0,0
3 Amarillo 255,205,0 255,255,0
4 Verde 80,158,47 0,255,0
5 Negro 16,24,32 0,0,0
6 Blanco 242,235,231 255,255,255
7 Naranja 215,136,37 255,165,0
8 Violeta 97,44,81 138,43,226
9 Rosado 255,141,161 255,192,203
10 Oro 210,159,19 218,165,32
11 Plata 200,201,199 192,192,192
12 Café 96,61,32 139,69,19
13 Gris 99,102,106 128,128,128
Figura 28. Acorde Fantasía

Tabla 3. Posiciones de Colores

Todos los códigos tienen la misma estructura, en la tabla 4 se muestra el código
para el acorde de fantasía de la Figura 28.

Color 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Código 30 0 0 20 0 0 25 25 0 0 0 0 0

Tabla 4. Ejemplo Código Acorde Fantasía

3.3.3 SEGMENTACIÓN DE LA IMAGEN

Este sistema permite segmentar la imagen en sus regiones de color dominante,
para esta fase se tiene como entrada una imagen, para el ejemplo se utilizará la
Figura 28 de la cual se identifican los colores que la conforman por medio del
método de agrupación de datos k-means, este es un método que permite agrupar
una serie de datos en grupos más pequeños.

El algoritmo k-means, se muestra en la ecuación 1, inicia con las medias de los
datos, dependiendo del número de grupos que se desea obtener, luego toma cada
uno de los datos y lo asigna al grupo más cercano, tomando la distancia euclídea
de cada punto. Ver ecuación 2.
Posición Color
1 Azul
2 Rojo
3 Amarillo
4 Verde
5 Negro
6 Blanco
7 Naranja
8 Violeta
9 Rosado
10 Oro
11 Plata
12 Café
13 Gris

(1)

Teniendo las regiones de los colores presentes en la imagen, se realiza un conteo
de pixeles de cada color para obtener la proporción que ocupa cada una dentro de
la imagen y así tenerlo como dato de entrada para los pasos posteriores.

La salida de este sistema es la imagen segmentada en sus colores dominantes
como se muestra en la Figura 29, los valores finales de cada uno de ellos y su
proporción.

3.3.4 CODIFICACIÓN DE LA IMAGEN

En este sistema se identifican los colores de las regiones resultantes del sistema
anterior, esto se hace por medio de la distancia euclidiana mostrada en la ecuación
2, entre dos puntos de 3 dimensiones en el espacio de color RGB, uno de estos
puntos son los valores del pixel que contiene la región y el otro punto es un valor
RGB, definido como media para cada uno de los colores asociados a la teoría,
dados por la base de datos de color en la sección 4.2.2.

La aplicación de la ecuación de distancia euclidiana, ecuación 2, se hace con el fin
de que cada uno de los pixeles en la imagen sea asociado al promedio del color
más cercano y así se identifica que color es dentro de la teoría de acordes.

(2)

Figura 29. Imagen Segmentada Acorde Fantasía

Teniendo los datos de los colores resultantes y de la proporción de cada uno, se
crea el código resultante de las mismas características de los códigos de acordes
como se observa en la tabla 4, ese el resultado obtenido de la imagen del acorde
de fantasía y es la entrada para el siguiente sistema.

3.3.5 IDENTIFICACIÓN DEL EFECTO

Este es el sistema final, que nos da el resultado de la sensación relacionada a los
acordes cromáticos de la teoría de Eva Heller. El sistema funciona basado en los
colores que conforman la imagen, las proporciones de color y el código obtenido del
sistema anterior en la tabla 4.

Tomando como entrada el código resultante del sistema de codificación de imagen,
este se compara con los datos de la base de datos de acordes por medio de
distancia euclidiana, lo que asegura que sea el acorde cromático más cercano sin
necesidad de ser idéntico.

4. ANÁLISIS Y RESULTADOSCon el fin de probar el resultado de este trabajo se aplicó el método a la base de
imágenes realizada con anterioridad y descrita en la sección 3.1.1 del documento.

4.1. SEGMENTACIÓN DE LA IMAGEN

El método SemCo se experimentó con 345 imágenes digitales mostradas en el
Anexo 1 Base de Acordes. En la Figura 30 se observan los resultados de la
segmentación de tres acordes, las imágenes (a) (b) y (c) son las de entrada al
sistema y (d), (e) y (f) son las imágenes de salida ya segmentadas respectivamente.
La imagen (d) es el acorde de duro, se realizó con las medias de Pantone, la imagen
(e) se hizo con las medias de w3schools y se refiere al acorde de atractivo y la
imagen (f) se realizó con Pantone, de las tres imágenes de salida se observa que la
segmentación es correcta y que las regiones de entrada son iguales a las de salida.

Observando los resultados obtenidos con cada base de color, se encuentra que el
sistema de segmentación de la imagen arroja resultados acertados, ya que se logró
identificar las regiones de color dominante presentes en cada imagen.

Aunque la segmentación de imagen luce correcta, se presentan algunos
inconvenientes en regiones en las que los centroides de color quedan muy cercanos
y al dar el resultado de la segmentación, se unen 2 o más regiones, saliendo menos
de las que se debería obtener. Por ejemplo, en el caso del acorde de simpatía,
ingresa la imagen con 5 regiones y el resultado de la segmentación son 4, en la
Figura 31 se observa la imagen (a) la cual es la que entra al sistema y la imagen
(c)

(c)

(f)

(b)

(b)
(d)

(a)

(d)

(a)

(d)

(a)

(d)

(a)

(d)

(a)

(d)

(a)

Figura 30. Imágenes de entrada y salida del sistema de segmentación
(a)

(b)

(b)
(e)

(b)

(b) el resultado de la segmentación. También se observa que los valores de color
de la imagen de entrada son diferentes a los de salida, lo que puede ocasionar un
error en la clasificación del acorde, esta prueba fue realizada con las medias de
Pantone.

Luego de la segmentación se logra identificar la proporción de cada una de las
regiones resultantes, siendo esto importante para la codificación de la imagen. Este
sistema funciona correctamente debido a que este asigna las proporciones en los
centroides más cercano al valor del pixel de la región.

4.2. CODIFICACIÓN DE LA IMAGEN

Los resultados de este sistema varían, dependiendo de los centroides que se
utilicen inicialmente, se realizaron pruebas con ambas bases de color y se
obtuvieron los resultados que se muestran en la Figura 32 la imagen (a) es la de
entrada al sistema, la imagen (b) el resultado de la segmentación con w3schools y
la imagen (c) el resultado con Pantone. La tabla 6 corresponde al código del acorde
original, la tabla 7 es el resultado de w3schools y la tabla 8 el resultado de la
codificación con las medias de Pantone.

(b)

(b)
(b)

(b)

(b)
(a)

(a)

(a)
Figura 31. Error segmentación
Figura 32. Imágenes de entrada y salida sistema de codificación
(a)

(b)

(b)
(c)

(b)

Tabla 5. Código Acorde Original de Calor

Tabla 6. Código Resultado Acorde de Calor de w3schools

Tabla 7. Código Resultado Acorde de Calor de Pantone

De estos resultados se observa que tanto para las medias de w3schools como para
las de Pantone, la segmentación es correcta puesto que encuentra la misma
cantidad de regiones de la imagen de entrada. La proporción que encuentra el
sistema de codificación es correcta ya que como se observa en la Figura 32 la
imagen (c) la segmentación dio como resultado dos regiones de un mismo color, en
este caso rojo y el valor de ambas proporciones se asigna a la posición de rojo.

Se observa que a pesar a haber encontrado proporciones diferentes en cada caso,
el sistema de identificación de efecto asoció ambos resultados al acorde de calor,
debido a que este sistema asocia los códigos de imagen al código de acorde más
cercano según sus proporciones.

El sistema de identificación de efecto funciona correctamente, asociando la imagen
al acorde más cercano según la distancia euclidiana, como se vio en el ejemplo
anterior.

Con los dos grupos de medias seleccionadas, en la tabla 5 se muestran los
resultados obtenidos con cada base de color, se presenta la cantidad imágenes
clasificadas acertadamente de un total de 345 imágenes, la cantidad de imágenes
clasificadas erróneamente y el porcentaje de acierto con respecto al total de
imágenes en la base.

Aciertos Erróneos % de acierto
w3schools 157 188 45,5
Pantone 175 170 50,7
Tabla 8. Resultados prueba del método
Color 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Código 0 45 35 0 0 0 20 0 0 0 0 0 0
Color 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Código 0 45 35 0 0 0 20 0 0 0 0 0 0
Color 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Código 0 65 35 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Al analizar el resultado anterior se tiene que, en el sistema de codificación de la
imagen se observa que hay inconvenientes en cuanto a la identificación del color,
debido a que durante el desarrollo del método se trabajó en el espacio de color
RGB, el cual se compone de tres variables dependientes, y el espacio del color no
es linealmente separable; esto ocasiona que en algunos casos, el método confunda
colores y los asocie a una media inadecuada. En la tabla 9 se observan los colores
que presentan errores al asociar un color a otro que es incorrecto.

Color Posible asociación errónea
Pantone
Posible asociación errónea
w3schools
Rojo Rosa – naranja Rosa – naranja
Oro Amarillo oscuro – café -
naranja claro
Naranja
Plata Blanco Blanco
Rosado Amarillo claro Naranja
Amarillo Rosado
Gris Café claro Café - violeta

Tabla 9. Posibles confusiones de color

4.3. IDENTIFICACIÓN DE EFECTO

Hay ocasiones en las que los resultados de los sistemas de segmentación y
codificación son errados y esto conduce a la no identificación del efecto. En el caso
del acorde de inteligencia, el cual en la segmentación agrupa la región del plata con
la del blanco pero aun así la identificación del acorde es correcta en la prueba
realizada con Pantone, la realizada con las medias de w3school da error pues el
acorde de inteligencia lo asocia a devoción. Los resultados de este acorde se
observan en la Figura 33 la imagen original la (a), la imagen (b) es la segmentada
con w3schools y la (c) con Pantone.

Figura 33. Imágenes de entrada y salida sistema de identificación de acorde
(a)

(a)

(b)

(a)

(c)

(a)

Al realizar toda la experimentación, el resultado de porcentaje de las imágenes
acertadas era muy bajo, por esta razón, realizando un análisis de los errores másrepresentativos, se modificaron las medias de w3schools heurísticamente, se
volvieron a hacer las pruebas con estas nuevas medias y los resultados aumentaron
como se muestra en la tabla 10.

Aciertos Erróneos % de acierto
w3schools 157 188 45,5
Pantone 175 170 50,7
Heurísticas 245 100 71

Tabla 10. Resultados del método con heurística
Los resultados mejoran en un 25,5%, se obtuvo menos confusión en los colores,
así que la codificación fue mejor en este caso. Las medias obtenidas para esta
experimentación están en la tabla 11.

Tabla 11. Medias heurísticas

Posición Color Medias Heurísticas
RGB
1 Azul 0, 0, 205
2 Rojo 200, 34, 34
3 Amarillo 255, 255, 0
4 Verde 55, 200, 20
5 Negro 0, 0, 0
6 Blanco 255, 255, 255
7 Naranja 255, 162, 0
8 Violeta 128, 0, 128
9 Rosado 251, 168, 168
10 Oro 212, 175, 55
11 Plata 192, 192, 192
12 Café 139, 69, 19
13 Gris 112, 112, 112

Adicional a las pruebas con las imágenes digitales, se experimentó con fotografías
que contenían los colores de cada acorde. De estas imágenes se identificó que
afecta mucho el resultado de la segmentación, debido a que en una foto existen
factores físicos como la luz, sombra y brillos. También se observó que las
características de la cámara varían la fiabilidad de los colores reales.
En la Figura 34 se observa la imagen del acorde de anticuado, la imagen (a) es la
original y la (b) es el resultado, de estas se ve que la segmentación ha sido buena,
pues ha identificado los colores dominantes dentro de la imagen, el código asociado
a la imagen se muestra en la tabla 12. Se asoció correctamente al acorde de
anticuado.

Tabla 12. Resultado Código Acorde Anticuado

Esta prueba con otra fotografía también es correcta, en este caso, la imagen
corresponde al acorde de barato, se muestra en la Figura 35.
Color 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Código 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 16,77 49,98 33,24
Figura 34. Imágenes acorde Anticuado
Figura 35. Imágenes Acorde Barato

El código que resulta de esta segmentación se muestra en la tabla 13. Los colores
que encontró el método en este caso fueron negro, rosado, oro, plata, café y gris,
de modo que por la proporción de cada color, este acorde lo asoció correctamente.

Tabla 13. Resultado Código Acorde Barato

En la Figura 36 se observa un ejemplo con el acorde de frío, en el cual se
segmentaron regiones que no eran relevantes dentro de los colores que tenía la
imagen, todo debido a los brillos y las sombras que se generan en una imagen real.

La tabla 14 muestra el resultado de los porcentajes para la fotografía de frío, el
método identificó negro, blanco, plata y gris, colores que asoció al acorde de
insensibilidad puesto que no tomó el color azul.

Tabla 14. Resultado Error Código Acorde Frío

Color 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Código 0 0 0 0 4,05 0 0 0 49,67 5,85 6,94 22,86 10,58
Color 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Código 0 0 0 0 13,23 3,48 0 0 0 0 27,39 0 55,88
Figura 36. Imágenes error acorde frío

5. CONCLUSIONES

Se obtuvo un método computacional capaz de identificar la información
semántica relacionando la distribución de color en la imagen, con la teoría de
acordes cromáticos de Eva Heller.

El método permite avanzar en los estudio de la semántica en imágenes
aportando en la extracción de información asociada a los efectos y sensaciones
psicológicas que el color produce en las personas.

La subjetividad en la percepción del color y el contexto en el que se encuentra
cada persona, no garantizan que los efectos o sensaciones de un color sean los
mismos para uno u otro. Esto también genera inconvenientes a la hora de definir
los colores, debido a que cada persona percibe de manera diferente.

Al trabajar con fotografías para la experimentación del método, se observa que
es muy difícil que las proporciones de los colores presentes en esta se ajusten a
las proporciones del acorde cromático esperado.

Para estudios posteriores del análisis semántico se deben explorar otros
métodos de segmentación que puedan ayudar a identificar brillos y sombras en
una imagen para mejorar el sistema de segmentación e identificación de los
colores presentes en estas. Esto puede incluir estudiar los diferentes espacios
de color, ya que esto puede que ayuden a delimitar un mejor rango de un color
específico y evitar posibles errores de identificación de color.

Este método sirve como base para futuros estudios semánticos, aplicativos
desarrollados para áreas tales como el mercadeo, publicidad, arte y demás, en
las que es de mayor importancia la creación de imágenes y/o piezas con un
sentido psicológico. Adicional a esto, este estudio puede ampliar su base teórica
reuniendo diferentes estudios de psicología del color, teniendo en cuenta la
figuración y significado cultural de los colores.

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