彩色图像处理要点.ppt

主要内容 10.1 颜色基础 10.2 颜色模型与颜色空间变换 10.3 彩色图像处理基础 10.4 彩色图像的常规处理 10.5 彩色平衡处理 10.6 彩色补偿处理 10.1 颜色基础 颜色是外来的光刺激作用于人的视觉器官而产生的主观感觉，它具有色调、饱和度和亮度三个特性。物体的颜色不仅取决于物体本身，还与光源、周围环境的颜色，以及观察者的视觉系统有关系。 具有不同光谱分布的光产生的颜色感觉是有可能一样的。我们称两种光的光谱分布不同而颜色相同的现象为“异谱同色”。 10.1 颜色基础 色调（hue）又称为色相，是当人眼看到一种或多种波长的光时所产生的彩色感觉，它反映颜色的种类。 饱和度（saturation）是指颜色的纯度，可用来区别颜色的深浅程度。混入的白光越少，饱和度越高，颜色越鲜明。 亮度（intensity）是视觉系统对可见物体辐射或者发光多少的感知属性。 通常把色调和饱和度称为色度（chromaticity）。亮度表示颜色的明亮程度，而色度则表示颜色的类别与深浅程度。 10.1 颜色基础 1802年，Thomas Young提出假设：人眼有三种相当于红、绿、蓝三种基色的颜色感知器。 19世纪60年代，Maxwell认识到人眼对色调与饱和度比亮度的敏感度低。 三色学说：某种波长的光可以通过三种不同波长的光混合而复现，红、绿、蓝三种单色光可作为基本的颜色—原色。 生理学试验表明，视网膜上的光感受器可分锥细胞和杆细胞，锥细胞对彩色敏感，杆细胞对亮度敏感。锥细胞可分为3类，分别对红、绿、蓝敏感，约各占65%、33%、2%。 10.1 颜色基础 10.1 颜色基础 10.1 颜色基础 10.1 颜色基础 10.1 颜色基础 利用RGB三原色混合某些色彩时，会出现负的三刺激值，导致这些颜色不能物理实现。 1931 CIE XYZ系统，就是选用三个理想的原色来代替实际的三原色，从而将CIE-RGB系统中的光谱三刺激值和色度坐标r、g、b均变为正值。 10.1 颜色基础 10.1 颜色基础 10.1 颜色基础 10.1 颜色基础 CIE LAB颜色系统是使用最广泛的物体颜色度量方法，是建立在四色理论上的均匀颜色空间。 四色理论：认为是红、黄、绿和蓝四种基色，组成红－绿（暧色）和黄－蓝（冷色）两对对立色调，黑-白是另外一对。 L*值代表光亮度，其值从0(黑色)～100(白色)。a*和b*代表色度坐标，其中a*代表红-绿轴，b*代表黄-蓝轴，它们的值从0～10。a*=b*=0表示无色，因此L*就代表从黑到白的比例系数。 10.1 颜色基础 10.1 颜色基础 10.2 颜色模型与颜色空间变换 颜色模型也称颜色空间、颜色系统，用以定量地描述颜色。每一种颜色在颜色空间中表现为一点 颜色模型大致可分为三类：面向计算的、面向设备的、面向视觉的颜色模型 颜色模型之间可相互转换 10.2 颜色模型与颜色空间变换 计算颜色模型，又称色度学颜色模型，用于色差计算、分析和颜色管理系统 CIE XYZ, CIE Lab, CIE Luv 面向设备的颜色模型，侧重于实际应用，用于存储、显示、TV等 RGB、CMY/CMYK、YUV、YIQ、YCbCr 面向视觉的颜色模型，与人眼对颜色感知的视觉模型相似。 HSI、HSV、HSL 10.2.3 HSI 颜色模型 10.2.3 HSI 颜色模型—饱和度效果图 10.2.3 HSI 颜色模型—亮度效果图 10.2.3 HSI 颜色模型—RGB to HSI 10.2.3 HSI 颜色模型—HSI to RGB 10.2.3 HSI 颜色模型—HSI to RGB 10.2.3 HSI 颜色模型—HSI to RGB 10.2.4 HSV颜色模型 10.2.4 HSV颜色模型— RGB to HSV 10.2.4 HSV颜色模型— HSV to RGB 10.2.5 HSL颜色模型 YUV、YIQ与YCbCr颜色空间 人眼对彩色细节的分辨能力远比对亮度细节的分辨能力低，通常把RGB空间表示的彩色图像变换到YUV或者YIQ颜色空间。每一种彩色空间都产生一种亮度分量和两种色度分量，而且亮度信号(Y)和色度信号(U、V)是相互独立的。 彩色电视信号中采用YIQ或者YUV空间一是为了兼容黑白电视，二是为了实现压缩。YCbCr主要用于数字电视。 10.2.6 YUV颜色模型 10.2.7 YIQ颜色模型 10.2.8 YCbCr颜色模型 Overview of Color Models 设备相关的颜色模型，依赖于硬件的原色. RGB: 数码相机、扫描仪、显示器. CMY / CMYK: 打印机，使用CMYK颜料（colored pigmen