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彩色影像处理 彩色影像处理 1.1 色彩基础 1.2 色彩模式 1.3 假彩色影像处理 1.4 全彩色影像处理基本原理 1.5 色彩转换 1.6 平滑化与锐化 1.7 彩色影像分割 1.8 彩色影像中的噪点 1.9 彩色影像压缩 1.1色彩基础 色彩频谱(Color Spectrum) 色彩频谱(Color Spectrum) 彩色光(Chromatic Light) 波长范围：400~700nm 基本物理量(Basic quantities)： 辐射(Radiance)：光源流出之总能量(W) 流明(Luminance)：人所感受由光源所流出之能量(lumen,lm) 亮度(Brightness) 三原色、补色(Primary Color Secondary Color) 三原色 红(R)700.0nm 绿(G)541.1nm 蓝(B)435.8nm 补色 Magenta Cyan Yellow 光与颜料的三原色 原色与补色 原色(primary color) 不能由其它原色合成。 互补色(complimentary color) 两种合起来是白色。 色轮(color wheel) 表示原色与互补色的关系。 课本说的：光的三原色是红、绿、蓝； 颜料的三原色是红、黄、蓝。 光的三原色 红(R)、绿(G)、蓝(B) 加的三原色 Green+Blue=Cyan(青或蓝绿,C) Blue+Red=Magenta(洋红或紫红,M) Red+Green=Yellow(黄,Y) Red+Green+Blue=White(白,W) 青、洋红、黄光称为光的三次色，三次色相加也可以形成白光 C+M+Y=(G+B)+(B+R)+(R+G)=2(R+G+B)=2W 光的互补色 两色光相加组成白光则为互补色 R+C=R+(G+B)=W G+M=G+(B+R)=W B+Y=Y+(R+G)=W 因此红与青、绿与洋红、蓝与黄色光为互补色光。 以上这些关系可用一个色轮来表示，互补色光在色轮上遥遥相对。 颜料的三原色 青(cyan)、洋红(magenta)、黄(yellow) 减的三原色—非发光体的颜色是由外来光源被吸收后所剩下来的光来决定，因此不能用加法混色而必须用减法混色。 例如白光照射在某一物体后红光被吸收了，则它所反射或穿透的光剩下绿光及蓝光，进入眼睛刺激蓝、绿椎状神经，脑子把它解读为青色。 例如白光照射在某一物体后红光被吸收了，则它所反射或穿透的光剩下绿光及蓝光，进入眼睛刺激绿、蓝椎状神经，脑子把它解读为青色。 White–Red=(R+G+B)–R =G+B=Cyan(C,青颜料) White–Green=(R+G+B)–G =R+B=Magenta(M,洋红颜料) White–Blue=(R+G+B)–B =R+G=Yellow(Y,黄颜料) 因此颜料的三原色是青、洋红、黄，称为减的原色，而青、洋红、黄三色有时称为负红、负绿、负蓝。 混合青、洋红、黄三种颜料会得到黑色。 C+M+Y=W–R–G–B=0(Black,K,黑色) 红、绿、蓝称为颜色的三次色，三次色混合也会得到黑色。 W–(G+B)–(R+B)–(R+G) =W–2(R+G+W)=W–2W=K 这边不会有负W的问题，因为光线被吸收完了就是黑色。 颜料的互补色 黄及蓝、洋红及绿、青及红混合也会得到黑色，因此为互补色。 例如黄及蓝混合: W–B–(R+G)=W–W=K 色调(Hue)、饱和度(Saturation)与亮度(Intensity) 色调与饱和度合称为彩色成份(Chromaticity) Color=Chromaticity+Brightness 三原色系数(Trichromatic Coefficients) CIE色彩图(Chromaticity Diagram) 色彩范围(Color Gamut) 1.2色彩模式 RGB色彩模式 建立色彩模式的主要目的是提供一可接受之 指定色彩标准 色彩模式亦称为色彩空间与色彩系统 RGB色彩模式 影像元素深度(Pixel Depth) 全彩影像(Full-color Image) 色彩立方体(Color Cube) RGB色彩模式 全RGB色彩(Safe RGB Color) All-system-safe Colors–(6)3=216Color 安全RGB色彩立方体 CMY与CMYK色彩模式 以颜料三原色为基础 常用于打印机的色彩系统 Four-colorprinting=CMY+K(BLACK) 与RGB模式的转换 HSI色彩模式 HSI色彩模式较符合人类视觉系统，同样可以将明亮度与彩色成份分别处理 RGB模式至HSI模式的转换 HSI模式至RGB模式的转换 HSI模式至RGB模式的转换 HSI模式至RGB模式的转换 HS