第三章 伪彩色和真彩色2012.pdf

第三章 图像增强伪彩色和真彩色增强 北京信息科技大学 光信系 3.5 伪彩色和真彩色增强 彩色（空间）描述（3.5.1 ） 伪彩色处理（3.5.2 ） 真彩色图像处理（3.5.3 ） 引言 • 人的视觉系统只区分大约20 余种不同等级的灰度，但是 却能辨别出上千种颜色，颜色能够引起人眼更强烈的视觉 响应，人眼对于彩色的分辨力比灰度要高得多。 • 利用人类视觉系统的这一特性，将灰度图像变成彩色图像， 或者改变原来的彩色分布，无疑都会改善图像的可视性。 在图像处理中常常对图像进行彩色处理以增强视觉效果， 一般采用的彩色增强可以分为伪彩色增强和真彩色增强两 种。 3.5.1 颜色模型 • 人的色觉是一个复杂的过程，是可见光通过透射或反射的 方式作用于人的视觉系统后所产生的心理感受，人所感受 到的物体颜色主要取决于物体的反射特性。 • 大量的试验表明，人类对色光刺激的反应是三变数的，主 要表现是： • (1)每一种颜色都能用三个选定的原色按适当的比例混合 而成，即三基色原理； • (2)人眼只能感受颜色的三种变化，比如，亮度，色调和 饱和度，或者其他的类似的三种特性。 • 根据颜色的特性，人们建立了很多颜色模型，大 体可以分为两类： • 一类面向显示或打印或扫描的输入／输出硬设备； (主要是RGB 模型) • 另一类面向以彩色处理为目的的应用。(主要是 HIS 模型) 1.RGB颜色模型 • 由三基色原理知，适当选取三种基色（如红、绿、蓝）， 将它们按照不同的比例合成，就会产生不同的颜色。其中 合成的颜色的亮度取决于三基色的亮度之和，色度（色调 和饱和度）取决于三基色各分量的比例。这三种基色彼此 独立，任一种基色不能由其他两种基色配出。选定的三基 色R 、G 、B ，任一种由之合成的颜色S 可以表示为 red :700nm s r *R g * G b *B 0 r 1 Green :546nm Blue :435nm 0 g 1 0 b 1 三个轴分别是R 、G 、B ，它所构成的颜色空间是一个单 位立方体，原点是黑色；三个坐标轴上的立方体顶点分别 是红、绿、蓝；三个坐标面上的顶点对应的是三基色的补 色 （即不含某种基色，由其他两种基色混合所构成的颜色， 称为该颜色的补色）青、黄和品红；离原点最远的顶点对 应的是白色；黑色与白色的连线上的颜色是由黑色到白色 以及不同深浅的灰色所构成的黑白系列，离原点越近灰度 越深，离白色越近灰度越浅。黑白系列也称为无彩色，黑 白系列之外的其他颜色称为有彩色。 (1,1,1) (0,0,0) RGB颜色模型通常用于彩色数 码相机。 颜色显示 • 三基色的选取不是唯一的，比如颜料的三基色常选青、黄 和品红。 • 选取三基色不同，构成的颜色空间也不同。但是，三基色 一经选定，它们所能形成的颜色也就随之确定下来。 • 值得注意的是，虽然三基色原理表明三种基色可以合成所 有的颜色。 • 但是，任何一种颜色都是一个波段而不是单一的一种波长， 所以，只要三种基色的波长确定，那么它们所能合成的颜 色也是一定的，而并不能合成所有的颜色。 • 国际照明委员会（CIE ）推荐使用的波长是：700nm （红）、546.1nm （绿）、435.8nm （蓝）。 2.H