Creació d'un test digital d'anàlisi de la visió del color, i comparació dels resultats amb el test Farnsworth-Munsell 100 Hue

Abstract

L’objectiu principal d’aquest treball és crear una versió digital del test de la visió del color Farnsworth Munsell 100 Hue amb el programa informàtic MATLAB on les coordenades colorimètriques siguin els més semblants possibles a les del test físic. Com a objectiu secundari, aquest treball es proposa comparar els resultats de les dues versions en una petita mostra de pacients.

S’han ideat diversos mètodes matemàtics per transformar els valors de cromaticitat a* i b* de les fitxes físiques mesurats amb un espectrofotòmetre al model colorimètric RGB que usen els dispositius electrònics per caracteritzar i descriure els colors. Finalment, es va utilitzar un tanteig per establir la correspondència entre ambdós models de color. Mitjançant Matlab s’ha programat un fitxer executable amb una versió digital del test FM 100 Hue. Vint pacients d’edats compreses entre els 12 i 83 anys van ser avaluats amb les dues versions del test Farnsworth Munsell 100 Hue.

Les diferències de color totals (ΔE) entre les fitxes físiques i digitals no han sigut significatives (valors de ΔE < 5 en 83 de les 85 fitxes). No obstant això, les diferències d’error entre les dues versions del test eren considerables en la majoria dels participants. Tenint en compte les mitjanes de diferències d’error de tota la mostra de pacients, aquestes eren pràcticament nul·les per totes les fitxes a causa de la variabilitat interindividual en la localització de les diferències màximes i mínimes. La majoria de diferències d’error, tant a escala global com individual prenien signe positiu.

Amb els resultats obtinguts es pot concloure que s’ha aconseguit reproduir amb exactitud a la pantalla de l’ordinador els color de les fitxes físiques del test Farnsworth Munsell 100 Hue, però per tal de fer una validació adequada d’aquesta versió es requeriria un estudi estadístic més exhaustiu. De moment, sembla ser que la versió digital sobreestima els nombres d’errors.

El objetivo principal de este trabajo es crear una versión digital del test de visión del color Farnsworth Munsell 100 Hue con el programa informático MATLAB donde las coordenadas colorimétricas sean las más parecidas posibles a las del test físico. Como objetivo secundario, este trabajo se propone comparar los resultados de ambas versiones en una pequeña muestra de pacientes.

Se han ideado varios métodos matemáticos para transformar los valores de cromaticidad a* y b* de las fichas físicas medidas con un espectrofotómetro al modelo colorimétrico RGB que usan los dispositivos electrónicos para caracterizar y describir los colores. Finalmente, se empleó un tanteo para establecer la correspondencia entre ambos modelos de color. Mediante Matlab se ha programado un archivo ejecutable con una versión digital del test FM 100 Hue. Veinte pacientes de edades comprendidas entre los 12 y 83 años fueron evaluados con ambas versiones del test Farnsworth Munsell 100 Hue.

Las diferencias de color totales (ΔE) entre las fichas físicas y digitales no han sido significativas (valores de ΔE < 5 a 83 de las 85 fichas). Sin embargo, las diferencias de error entre las dos versiones del test eran considerables en la mayoría de los participantes. Teniendo en cuenta las medias de diferencia de error de toda la muestra de pacientes, estas eran prácticamente nulas en todas las fichas debido a la variabilidad interindividual en la localización de las diferencias máximas y mínimas. La mayoría de diferencias de error, tanto a nivel global como individual, tomaban signo positivo.

Con los resultados obtenidos se puede concluir que se ha conseguido reproducir con exactitud en la pantalla del ordenador los colores de las fichas físicas del test Farnsworth Munsell 100 Hue, pero para poder hacer una validación adecuada de esta versión digital se requeriría un estudio estadístico más exhaustivo. De momento parece ser que la versión digital sobreestima los números de errores.

The main goal of this work is to create a digital version of the Farnsworth Munsell 100 Hue color vision test with the computer program MATLAB where the colorimetric coordinates are as similar as possible to those of the physical test. As a secondary objective, this work aims to compare the results of the both versions in a small sample of patients.

Various mathematical methods have been devised to transform the a* and b* chromaticity values of physical sheets measured with a spectrophotometer in the RGB colorimetric model used by electronic devices to characterize and describe colors. Finally, an estimate was used to establish the correspondence between the two color models. An executable file with a digital version of the FM 100 Hue test was programmed through Matlab. Twenty patients between 12 and 83 years of age were evaluated with both versions of the Farnsworth Munsell 100 Hue test.

The total color differences (ΔE) between the physical and digital pieces were not significant (values of ΔE <5 in 83 of the 85 tokens). However, the differences in error between both tests versions were considerable in most participants.The average error differences of the entire patient sample were practically nil for all tiles due to interindividual variability in the location of maximum and minimum differences. Most error differences, both globally and individually, took a positive sign.

With the results obtained, it can be concluded that colors of the physical files of the Farnsworth Munsell 100 Hue test have been accurately reproduced on the computer screen. However, a more comprehensive statistical study would be needed to validate this version in a proper way. At the moment, it seems that the digital version is overestimating the error numbers.