Analyse von Farbschemata historischer Drucke und Zeichnungen

Abb. 1: Beispiel für das Farbschema eines Bildes auf der BSO-Plattform.
 

Das Projekt Bilder der Schweiz Online (BSO)bietet die Möglichkeit, einen reichhaltigen Datensatz an historischen Bildern der Schweiz zu erkunden und zu untersuchen. Diese Bilder umfassen eine Reihe von künstlerischen Landschaftsdarstellungen, die von Städteansichten über Berge bis hin zu grünen Feldern reichen. Unter anderem lassen sich Darstellungen verschiedener Jahreszeiten sowie Landschaften in unterschiedlichen Zuständen entdecken. Eines der wichtigsten Bildattribute ist hierbei die Farbgebung. Farben stellen ein Hauptattribut von Bildern dar, durch ihre Analyse lassen sich weitere Informationen aus den Bildern schliessen. Aus diesem Grund wurde eine Pipeline zur Extraktion und Analyse von Farbschemata für das BSO-Projekt entwickelt (Abb. 1).

Unter Verwendung derextcolors librarybeginnt diese Pipeline mit der Extraktion der wichtigsten RGB-Farben der einzelnen Bilder. Aufgrund der beträchtlichen Grösse des Datensatzes wurde ein Cluster verwendet, um die Extraktion durchführen zu können. Im nächsten Schritt der Pipeline müssen die extrahierten Farbschemata in RDF-Daten umgewandelt werden. Für die Modellierung der Farbschemata werden diese – wie im Schema dargestellt – durch ein Triplestore verwaltet (Abb. 2). Die Abbildung zeigt die Verwendung von E54_Dimension-Knoten für die RGB- und die Hexadezimaldarstellung der Farben. Die HSV-Darstellung enthält eine Dimension für jeden der Parameter Farbton, Sättigung und Wert. Dieses Farbschema erleichtert den Zugriff auf den Farbton, da sie der menschlichen Farbwahrnehmung am nächsten kommt. Auf diese Weise ist die Implementierung einer Funktion zum Durchsuchen nach Farben möglich, mit welcher die Benutzer:innen Bilder nach den darin enthaltenen Farbtönen filtern können.
 

 

Abb. 2: Das Diagramm zeigt, wie Farbschemata modelliert wurden. (Quelle: SARI, CC-BY 4.0)

Nach der Extraktion der Farbschemata aus den Bildern, stellt sich die Frage, inwieweit sich die Bilder hinsichtlich ihrer Farben ähneln. Können Bilder mit ähnlicher Farbgebung in Gruppen zusammengefasst werden? Welche möglichen Interpretationen erlaubt die Untersuchung dieser Gruppen? 
Um diese Fragen zu beantworten, wurde eine Messgrösse entwickelt, mit welcher sich Ähnlichkeiten bzw. Unterschiede in der Farbgebung der Bilder ermitteln lassen. Hierfür wurde die Differenz zwischen Bildern im CIE-Farbraum berechnet. Dieser Bereich gibt den Unterschied zwischen Farben an und ist der menschlichen Wahrnehmung, hinsichtlich der Unterscheidung von Farben, am ähnlichsten. Nach der Konvertierung der Bildfarben in das CIE-Normfarbsystem folgt die paarweise Berechnung der durchschnittlichen Farbdifferenz zwischen den Bildern. Hieraus ergibt sich eine Abstandsmatrix mit den durchschnittlichen CIE-Abständen zwischen den Bildern. Wie im folgenden Diagramm dargestellt, wurden die Abstände als Klassifizierungen modelliert (Abb. 3).
 

 

Abb. 3: Das Diagramm zeigt die Abstände zwischen den Bildern in Bezug auf ihre Farbschemata (Quelle: SARI, CC-BY 4.0)

Diese Daten ermöglichen nicht nur die Durchsuchung der Bildersammlung nach bestimmten Farbtönen sowie die Anzeige farbähnlicher Bilder, sondern sie helfen auch bei der Beantwortung einiger interessanter Forschungsfragen. Mittels eines SPARQL-Endpoints ist die Abfrage der Daten möglich und somit haben Forschende Zugriff auf die Informationen und können etwa Fragen wie diese beantworten:

• Wie hat sich die Verwendung bestimmter Farben im Laufe der Zeit entwickelt?
• Lässt sich anhand der Farbschemata auf die Jahreszeit des Bildes schliessen?
• Ist es möglich, Bilder auf der Grundlage von Farbschemata zu gruppieren? Welche Gruppen ergeben sich hierbei?
• Wie vielfältig sind die für die Bilder des BSO-Projekts verwendeten Farben?
• Gibt es Künstler, die bestimmte Farben gegenüber anderen bevorzugen?

Autor: Andre Ghattas