第5章彩色图像处理讲述.ppt

第5章　彩色图像处理 颜色基础 颜色模型 颜色处理 5.1 颜色基础 色谱可分为6个宽的区域：紫色、蓝色、绿色、黄色、橘红色和红色 彩色是由物体的反射光的性质决定的： ?白色：反射光如果在所有可见光波长范围内是平衡的。 ?彩色：仅反射有限的可见光谱。 人眼中红、绿、蓝锥体的波长吸收函数 ?人是通过人眼视网膜上的600￣700万个锥状细胞来感知色彩的，其中 ?65%对红光敏感 ?33%对绿光敏感 ?2%对蓝光敏感 三基色原理 ? 自然界中可见颜色都可以用三种原色按一定比例混合得到；反之，任意一种颜色都可以分解为三种原色； ? 作为原色的三种颜色应该互相独立，即其中任何一种都不能用其他两种混合得到； ? 三原色之间的比例直接决定混合色调的饱和度； ? 混合色的亮度等于各原色的亮度之和。 三基色原理 ? C1 、C2 、C3为三原色（又称为三基色） ? A、b、c为三种原色的权值（即三原色比例或浓度） ? C为所合成的颜色，可为任意颜色 三基色原理 红色 + 绿色 = 黄色 红色 + 蓝色 = 品红 绿色 + 蓝色 = 青色 红色 + 绿色 + 蓝色 = 白色 PAL电视制式 NTSC电视制式 白色光Y与三基色关系 相加混色实例 5.2 颜色模型 彩色模型的作用是在某些标准下以可以接受的方式简化彩色规范。 RGB模型：彩色监视器、摄像机 CMY模型和CMYK模型：彩色打印机 HSI模型：符合人描述和解释颜色，把图像分成彩色和灰度信息 YUV模型和YIQ模型：电视、视频编码 加色混色模型 以RGB三色光互相叠加来实现混色的方法 适合于显示器等发光体的显示 RGB模型 任何一种颜色在RGB颜色空间中都可以用三维空间中的一个点来表示 像素深度：表示一个像素的比特数 24位：(28)3CMY模型 减色混色模型 减色基：青(Cyan)、品红(Magenta)、黄(Yellow)是加色基R、G、B的补色 颜色是从白光中减去一定成分得到的 适合于彩色打印，印刷行业等 CMY模型 青(C)=(红色光+绿色光+蓝色光)-红色光=绿色+蓝色 品红(M)=(红色光+绿色光+蓝色光)- 绿色光=红色+蓝色 黄(Y)=(红色光+绿色光+蓝色光)- 蓝色光=红色+绿色 CMY模型与RGB模型关系 CMY模型 RGB空间的彩色图像 CMY空间的彩色图像 RGB与CMY空间的转换 印刷时CMY模型不可能产生真正的黑色，因此在印刷业中实际上使用的是CMYK彩色模型，K为第四种颜色，表示黑色. 从CMY到CMYK的转换公式 CMY模型 MATLAB图像处理工具箱使用函数imcomplement实现RGB空间与CMY空间的相互转换，其常用调用方式如下： CMY=imcomplement（RGB） 其中RGB可以是二值图像、灰度图像或彩色图像，而CMY与RGB互余。 例 将RGB图像转换到CMY空间 I = imread(glass.png); J = imcomplement(I); subplot(121), imshow(I);title (RGB空间图像) subplot(122), imshow(J);title(CMY空间图像) HSI模型 HSI模型用H、S、I三参数描述颜色特性 ? H定义颜色的波长，称为色调 ? S表示颜色的深浅程度，称为饱和度 ? I表示强度或亮度 HSI颜色模型反映了人的视觉对色彩的感觉 HSI模型 色调H由角度表示，它反映了颜色最接近什么样的光谱波长，即光的不同颜色。通常假定0°表示的颜色为红色，120°的为绿色，240°的为蓝色。 从0°到360°的色相覆盖了所有可见光谱的彩色 饱和度S表征颜色的深浅程度，饱和度越高，颜色越深。饱和度参数是色环的原点（圆心）到彩色点的半径的长度。在环的边界上的颜色饱和度最高，其饱和度值为1；在中心的饱和度为0。 HSI模型 亮度I是指光波作用于感受器所发生的效应，其大小由物体反射系数来决定，反射系数越大，物体的亮度愈大，反之愈小。如果把亮度作为色环的垂线，那么H、S、I构成一个柱形彩色空间。灰度阴影沿着轴线自下而上亮度逐渐增大，由底部的黑渐变成顶部的白。圆柱顶部的圆周上的颜色具有最高亮度和最大饱和度。 HSI模型 三原色（原图） （b）H分量 （c）S分量 （d）I分量 三原色RGB空间及其在HSI空间的各个分量 HSI模型 RGB模型 HSI模型 HSI模型 RGB模型 例 将RGB图像转换到HSI空间 rgb=imread(lena.jpg); subplot(221),imshow(rgb);title(原始图像) rgb1=im2double(rgb); r=