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1、数字图像处理 Digital Image Processing 2 9.1彩色图像基础 3 背景（Background） 在图像处理中要引入颜色? 颜色更鲜活，描述区分目标物更强。 颜色层次更丰富，人类可以辨别几千种颜色色调 和亮度，但只能辨别几十种灰度层次。 4 背景（Background） 5 9.1.1 彩色图像的概念 （Concepts of Color Image） 彩色图像（Color Image）： 对周围彩色环境的感知 光传感器进行彩色成像 像素值是彩色值 从计算的角度看，一幅彩色图像被看做： 一个向量函数（一般具有三个分量） 彩色模型（或彩色空间） 6 9.1.1 彩色图像的
2、概念 （Concepts of Color Image） 对于一幅（三通道的）彩色数字图像c，一个像素三 个向量分量f1、f2、f3， 则 c(x, y)为: ? ?,?,?,?,?,?T ? ? ?,?,?T 向量分量各自具有L个量化等级 通常情况下L可以取256 7 9.1.2 彩色基础 （Color Fundamentals） 可见光 可见光是由电磁波谱中相对较窄的波段组成，如果 一个物体比较均衡地反射各种光谱，则人看到的物体是 白的； 而如果一个物体对某些可见光谱反射的较多，则人 看到的物体就呈现相对应的颜色。 例如，绿色物体反射具有500570nm（纳米）范 围的光，吸收其他波长光的
3、多数能量。 8 9.1.2 彩色基础 （Color Fundamentals） 可见光 射线X 射线 紫外 线 红外线 无线电波 微波 超 短 短 波 中 波 长 波 0.01nm 1nm 0.1 10 0.1cm 10cm 10m 1km 100km 电磁波谱分布 紫 蓝 青 绿 黄 橙 红 0.38 0.43 0.47 0.5 0.56 0.59 0.62 0.76(m) 可见光大约覆盖电磁波谱400700nm的范围 9 9.1.2 彩色基础 （Color Fundamentals） 人眼的吸收特性 人眼的锥状细胞是负责彩色视觉的传感器，人眼的 锥状细胞可分为三个主要的感觉类别。 大约65
4、%的锥状细胞对红光敏感，33%对绿光敏感， 只有2%对蓝光敏感。 由于人眼的这些吸收特性，被看到的彩色是所谓的 原色红（red, R）、绿(green, G)和蓝（blue, B）的各 种组合。 10 9.1.2 彩色基础 （Color Fundamentals） 三原色原理 其基本内容是： 自然界中绝大多数颜色都可以用3种不同的基本颜色 按照不同比例混合得到，即 C=aC1+bC2+cC3 式中a，b，c =0 为三种原色的权值或者比例， C1、C2、C3为三原色（又称为三基色）。 作为原色的三种颜色应该相互独立，即其中任何一 种都不能用其他两种混合得到。 11 9.1.2 彩色基础 （Co
5、lor Fundamentals） 三原色原理 为了标准化起见，国际照明委员会（CIE）规定用波 长为700nm、546.1nm、435.8nm的单色光分别作为 红(R)、绿(G)、蓝(B)三原色。 红绿蓝三原色按照比例混合可以得到各种颜色，其 配色方程为： C=aR+bG+cB 12 9.1.2 彩色基础 （Color Fundamentals） 原色相加可产生二次色。 例如：红色+蓝色=深红色(M，magenta)， 绿色+蓝色=青色(C，cyan)， 红色+绿色=黄色(Y，yellow)。 以一定的比例混合光的三种原色或者以一种 二次色与其相反的原色相混合可以产生白色 (W，white)
6、， 即：红色+绿色+蓝色=白色。 13 9.1.2 彩色基础 （Color Fundamentals） 彩色到灰度的转换 相同亮度的三原色，人眼看去的感觉是，绿色光的 亮度最亮，而红色光其次，蓝色光最弱。 如果用Y来表示光的亮度(灰度)，则有如下关系： Y=0.299R+0.587G+0.114B 14 9.1.2 彩色基础 （Color Fundamentals） 区分颜色常用三种基本特性量 亮度：如果无彩色就只有亮度一个维量的变化。 色调：是光波混合中与主波长有关的属性，色调表示观察者接 收的主要颜色。 这样，当我们说一个物体是红色、橘黄色、黄色时，是指它的 色调。 饱和度：与一定色调的纯度有关，纯光谱色是完全饱和的，随 着白光的加入饱和度逐渐减少。 色调和饱和度一起称为色度（彩色） 颜色用亮度和彩色表征。 谢 谢 T H A N KY O U