Falso color: definición, usos y técnicas en imágenes y visualización de datos

El falso color (o color falso) se refiere a un grupo de métodos de color utilizados para mostrar imágenes grabadas en color. Una imagen en falso color es una imagen que muestra un objeto en colores diferentes a los que mostraría una fotografía en color real.

Además, se utiliza un color falso para la visualización de datos genuinos.

Una fotografía tomada en color mostrará los colores de la imagen tal y como aparecieron en la película, o en el sensor de una cámara digital. Esto se conoce como imagen de color verdadero. En una imagen de color falso, el color mostrado en la imagen no se corresponde con el que registró la película o el sensor. En una imagen de este tipo, que se conoce como imagen de falso color, el color se utiliza para obtener información adicional.

Definición ampliada

El falso color es una técnica de representación visual en la que se asignan colores arbitrarios o calculados a valores de intensidad o a bandas del espectro que no se corresponden con los colores percibidos por el ojo humano en una escena real. El propósito no es recrear cómo se vería algo en la realidad, sino resaltar detalles, contrastes o relaciones que serían difíciles o imposibles de ver en una imagen de color verdadero.

Usos habituales

Teledetección y satélites: Combinación de bandas (por ejemplo, asignar infrarrojo cercano a rojo) para resaltar vegetación, agua y suelos. Un ejemplo típico es la composición infrarroja cercana-rojo-verde (NIR-R-G) que hace que la vegetación aparezca roja.
Medicina e imagenología: PET, SPECT, imágenes funcionales y mapas de perfusión suelen usar paletas de color falso para mostrar niveles de actividad o concentración.
Astronomía: Imágenes en rayos X, infrarrojo o radio se colorean para distinguir estructuras y energías, combinando datos de distintas longitudes de onda.
Microscopía y fluorescencia: Canales de emisión diferentes se asignan a colores para identificar moléculas o estructuras celulares.
Termografía: Mapas térmicos donde la temperatura se traduce a colores (azul para frío, rojo para caliente u otras escalas).
Visualización de datos: Gráficas, mapas de calor (heatmaps), mapas geoespaciales y representaciones de variables cuantitativas mediante escalas de color.

Técnicas y métodos

Asignación de bandas a RGB: En imágenes multiespectrales se pueden asignar bandas no visibles (IR, UV) a los canales rojo, verde y azul para crear una composición en falso color.
Pseudocolor (colormapping): A una sola banda en escala de grises se le aplica una paleta (LUT) que convierte valores en colores.
Combinaciones y operaciones de bandas (band math): Cálculos como índices (por ejemplo, NDVI = (NIR − Rojo) / (NIR + Rojo)) se traducen a colores para resaltar vegetación o estrés.
Escalado y transformación: Linear, logarítmico, gamma, ecualización de histograma u otras transformaciones para optimizar contraste y rango dinámico antes de aplicar color.
Mapas de color perceptualmente uniformes: Uso de paletas como viridis o similares para que cambios iguales en datos correspondan a cambios perceptuales más uniformes.

Ejemplos concretos

NDVI (Índice de Vegetación): El índice calcula la diferencia entre la banda del infrarrojo cercano y la banda roja para estimar la salud de la vegetación; el resultado se colorea para identificar zonas saludables y dañadas.
Imágenes satelitales: Composición 4-3-2 (NIR-R-G) para evaluar vegetación, o 5-4-3 para otras aplicaciones agrícolas y ambientales.
Astronomía: Imagen compuesta donde datos en radio, infrarrojo y rayos X se asignan a canales RGB para visualizar la estructura de una galaxia o remanente de supernova.
Medicina: Mapas de perfusión cerebral coloreados para mostrar zonas de alta y baja actividad metabólica.

Ventajas y limitaciones

Ventajas: Permite visualizar patrones y contrastes ocultos, combinar información de distintas bandas y facilitar el análisis cualitativo o cuantitativo.
Limitaciones: Puede inducir a errores de interpretación si el lector cree que los colores son “reales”. El uso inapropiado de paletas (p. ej., la paleta arcoíris) puede ocultar detalles o crear artefactos perceptuales. Además, hay que considerar la accesibilidad para personas con daltonismo.

Buenas prácticas

Incluir siempre una leyenda o barra de color (colorbar) que explique la correspondencia entre colores y valores.
Describir claramente qué bandas o datos se han asignado a cada canal y qué transformaciones se han aplicado.
Usar paletas perceptualmente uniformes y, cuando sea posible, versiones amigables para daltonismo.
Mantener metadatos y documentación que permitan reproducir la transformación (fórmulas, parámetros de escala, recortes).
Evitar dar una impresión de “realidad” cuando no lo es; indicar explícitamente que la imagen está en falso color.

Herramientas y formatos

Software de SIG y teledetección: QGIS, ArcGIS, ENVI.
Procesamiento de imagen científica: ImageJ/Fiji, DS9 (astronomía).
Librerías y entornos de programación: GDAL, rasterio, scikit-image, matplotlib (Python), MATLAB.
Formatos comunes: GeoTIFF, FITS (astronomía), TIFF/PNG/JPEG para visualización, manteniendo siempre las capas y metadatos originales cuando se requiera reproducibilidad.

En resumen, el falso color es una herramienta poderosa para extraer y comunicar información en imágenes y conjuntos de datos donde la representación en color verdadero no es suficiente o no es aplicable. Su eficacia depende de una correcta selección de paletas, una documentación clara y una adecuada interpretación por parte del usuario.

Imagen en falso color de Las Vegas. Los pastizales y la vegetación aparecen en rojo.

Ejemplos en los que se utiliza el color para dar más información

Esta imagen muestra las variaciones de composición de la Luna superpuestas como pseudocolor.

Una resonancia magnética en escala de grises de una rodilla: diferentes niveles de gris indican diferentes tipos de tejido, lo que requiere un ojo entrenado.

Una resonancia magnética en pseudocolor de una rodilla creada con tres escaneos diferentes en escala de grises: los tipos de tejido son más fáciles de discernir a través del pseudocolor.

Dos imágenes del satélite Landsat que muestran la misma región:
La bahía de Chesapeake y la ciudad de Baltimore

Esta imagen de color verdadero muestra la zona en colores reales, por ejemplo, la vegetación aparece en verde. Cubre todo el espectro visible utilizando las bandas espectrales roja, verde y azul/verde del satélite mapeadas al espacio de color RGB de la imagen.

La misma zona como imagen de falso color utilizando las bandas espectrales del infrarrojo cercano, rojo y verde mapeadas en RGB - esta imagen muestra la vegetación en un tono rojo, ya que la vegetación refleja la mayor parte de la luz en el infrarrojo cercano.

Preguntas y respuestas

P: ¿Qué es el falso color?

R: El falso color se refiere a un grupo de métodos de color utilizados para mostrar imágenes grabadas en color, en las que una imagen muestra un objeto en colores diferentes de los que mostraría una fotografía en color verdadero.

P: ¿Por qué se utilizan las imágenes en falso color?

R: Las imágenes en falso color se utilizan para visualizar datos auténticos con información adicional que el ojo no vería, como la luz infrarroja, que los humanos no podemos ver.

P: ¿Qué es una imagen de color verdadero?

R: Una imagen en color verdadero es una fotografía tomada en color, que muestra los colores de la imagen tal y como aparecieron en la película o en el sensor de una cámara digital, hecha para mostrar el mundo tal y como lo vería la visión humana del color.

P: ¿Qué representa el falso color en una imagen?

R: En una imagen, el falso color se utiliza para representar información adicional que el ojo no vería, como la luz infrarroja, y no se corresponde con la que vería el ojo humano.

P: ¿Qué muestra una imagen en falso color?

R: Una imagen en falso color muestra un objeto en colores diferentes a los que mostraría una fotografía en color verdadero, en la que el color se utiliza para información extra que el ojo no vería.

P: ¿Qué ejemplos de información muestran las imágenes en falso color?

R: Muchas imágenes en falso color muestran luz infrarroja que los humanos no pueden ver o muestran otra información invisible, como la temperatura o los campos magnéticos.

P: ¿En qué se diferencian las imágenes en color real de las imágenes en falso color?

R: Las imágenes en color verdadero muestran los colores tal y como aparecen a la visión humana, mientras que las imágenes en falso color utilizan colores diferentes para representar información adicional no visible a simple vista.