第四章彩色图像增强.ppt

第四章 彩色图像增强 ; 人眼的视觉特性 ： 只能辨别几十种不同的灰度 ； 彩色分辨能力可达到灰度分辨能力的百倍以上。 彩色增强技术是利用人眼的视觉特性，将灰度图像变成彩色图像或改变彩色图像已有彩色的分布，改善图像的可分辨性。;第4章; 人们对颜色感觉的形成有四个要素,即光源、物体、眼睛和大脑。这四个要素不仅使人产生颜色的感觉，而且也是人能正确判断色彩的条件。 ;;度量色彩的三要素;第4章;第4章;三基色原理;加色法颜色和减色法颜色;减色法所得到的颜色是减后的颜色。没有任何颜色时呈白色，全部颜色都出现则呈黑色。减色法利用的是反射光原理。打印机采用此系统。 反射光采用青色（Cyan）、粉红（Magenta）及黄（Yellow）三种颜色作为基色。由于打印墨的问题，往往需加一些黑墨，所以真正打印机处理的是四色。简称 CMYK。;CMY减色系统和RGB加色系统颜色互为补色。所谓某颜色的补色是从白色中减去这种颜色后所得的颜色。品红是绿色的补色，青色是红色的补色，黄色是蓝色的补色。即相加系统的补色就是相减系统的基色(R+G=黄，G+B=青，R+B=品红）。下图示出了CMY和RGB的关系。;第4章;第4章;*; CIE色度图有多种用途。欲获得一种光谱色的补色，只需从这一点通过C点作一条直线，求出其与对应光谱轨迹的交点，即可求得补色波长。两种补色按一定比例相加得白色。求一种颜色的主波长时，只要连接颜色所在位置与C点的直线，直线与位于颜色同侧的光谱轨迹线交点即为主波长，如下图中C3的主波长为C4。但如果交点在紫色线上，则主波长应是位于颜色反侧的光谱轨迹线交点，如图中C5同C点相连同侧的交点为C6，在紫色线上，因此C5的主波长为反侧的C7。 ;单纯色或全饱和色位于光谱轨迹上，其色纯度为100%，而C点色纯度为O%。任一中间颜色的色纯度即等于C点与它之间距离除以C点至光谱轨迹线或紫色线之间的距离。例如上图中C3颜色的色纯约等于25%，而C4颜色的色纯为100%，色纯度用百分数表示。; ;第4章;RGB加色系统;第4章;RGB颜色空间 采用红、绿、蓝3种基色来匹配所有颜色的模型称为RGB颜色空间.任意一种颜色可以由下式匹配: C=rR+gG+bB RGB色彩模型的混色属于加法混色。每种原色的数值越高，色彩越明亮。R、G、B都为0时是黑色，都为255时是白色。 ;第4章;第4章;NTSC(National television system committee)制式彩色电视使用YIQ模型 其中Y为亮度，I、Q为色度，下式可转换到RBG模型： Y=0.299R+0.587G+0.114B I=0.5R-0.231G-0.269B Q=0.203R-0.5G+0.297B YIQ 与RGB间的转换借助XYZ来进行，也可写出矩阵形式：;;第4章;第4章;第4章;第4章;第4章; 常用的彩色增强方法有真彩色增强技术、假彩色增强技术和伪彩色增强技术三种。 ;第4章;密度分割（亮度切割）  密度分割是伪彩色处理技术中最简单的一种。设一幅灰度图像f(x,y)，在某一个灰度级（如f(x, y)=L1）上设置一个平行于xy平面的切割平面，如图4-35所示。灰度图像被切割成只有两个灰度级，对切割平面以下的（灰度级小于L1）像素分配给一种颜色（如蓝色），对切割平面以上的像素分配给另一种颜色（如红色）。这样切割结果就可以将灰度图像变为只有两个颜色的伪彩色图像。 ;图 密度分割示意图 ; 若将灰度图像级用M个切割平面去切割。就会得到M+1个不同灰度级的区域S1，S2，…，SM，SM+1。对这M+1个区域中的像素人为分配给M+1种??同颜色，就可以得到具有M+1种颜色的伪彩色图像，如图所示。密度分割伪彩色处理的优点是简单易行，便于用软件或硬件实现。还可以扩大它的用途，如计算图像中某灰度级面积等。 ;图 多灰度伪彩色分割示意图 ;彩色增强前后示意图;灰度级彩色变换 这种伪彩色处理技术（在遥感技术中常称为假彩色合成方法），可以将灰度图像变为具有多种颜色渐变的连续彩色图像， 实际图像的连续伪彩色变换如图所示。其变换过程为：将灰度图像送入具有不同变换特性的红、绿、蓝3个变换器，再将3个变换器的不同输出分别送到彩色显像管的红、绿、蓝电子枪。同一灰度由3个变换器对其实施不同变换， 而使3个变换器输出不同，从而在彩色显像管里合成某种色彩。可见，不同大小灰度级一定可以合成不同色彩。 ;图 伪彩色变换 ; 从图中可见，