第4节 图形图像信息处理技术.ppt

第4章 图形图像信息  处理技术 4.1 图像色彩的空间表示 一、色彩的基本概念 人们对颜色的感觉有四个要素：即光源，物体、眼睛和大脑。它是人正确判断色彩的必要条件。 1、光的分类 光是一种波，它有波长、频率和波速，按照人的视觉光可分为可见光和不可见光两类,光与波长的关系如图a 所示。由图a可知可见光的波长为380～780nm。由物理学可知，可见光是有颜色的，其波长与颜色的关系如图b 所示 三原色原理示意图 注：三基色的选择并不唯一，事实上，只要三种单色相互独立就可以作为三基色。例如青（Cyan)、品红(Magenta)、黄(Yellow)也可以作为三基色。见右上图所示。 4、三色学说理论（三刺激理论） 在人眼视网膜上有三种不同类型的锥体神经细胞，它们分别对红、绿、蓝有很高的敏感度，每种神经细胞的兴奋都会引起一种原色的感觉。如当一种神经细胞处于兴奋状态，而另外两种相对处于抑制状态，那么就产生一种原色觉，如果两种或三种神经细胞都处于兴奋状态，那么就产生综合色觉。当光进入人眼后，在三种锥体细胞的作用下，产生不同颜色的光感。这就是三色学说理论，也叫三刺激理论。 5、色彩的三要素 色彩可用色调、饱和度和亮度来描述，人眼看到的任一彩色都是这三个特性的综合感觉。这三个特性称作色彩的三要素。 ★? 饱和度：指的是颜色的纯度，或者说是指颜色的浓淡程度，它取决于色彩光中白光的含量，对于同一色调的彩色光，饱和度越高，颜色就越浓，白光含量也就越少。 通常我们把色调和饱和度通称为色度。 ★? 亮度：是光作用于人眼时所引起的明亮程度的感觉，它与被观察物体的发光强度有关。一般来说，彩色光能量大则显得亮，反之则暗。饱和度与亮度有关，如下图所示 ?? 它们的基本工作原理是利用阴极射线管中的三个电子枪通过发射出三种不同强度的电子束，使屏幕内侧覆盖的红、绿、蓝磷光材料发光而产生色彩的。RGB模型可用下图的单位立方体直观地描述出来。 2、HSB模型 ??? 画家们习惯于用色相（Hue）、饱和度（Saturation）和亮度（Brightness）来描述色彩空间。这种色彩空间称作HSB模型。它可用下图来描述 3、YUV模型??? 它主要是为解决黑白电视与彩色电视兼容而使用的一种模型。称作YUV模型。其中Y表示亮度，U、V表示色差。所为色差是指RGB三原色分量与亮度信号之差。它实现了亮度信号和彩色信号的分离。其转换关系如下 4、CMY模型(颜料的三基色是青、品红、黄） 从理论上说，任何一种颜料的色彩都可以用青（Cyan）、品红（Magenta）和黄（Yellow）这三种基色颜料，按不同的比例混合而成。这种色彩表示方法称作CMY模型。在这个模型中，由于颜料不纯或油墨不易完全混合等原因，用等量的CMY三基色合成黑色时往往不能生成真正的黑色，为此，在印刷术中，人们通常用真正的黑色油墨来取代彩色中的黑色成分。以获得更真实的黑色效果。所以CMY又可写成CMYK。这种模型主要用于彩色打印机和彩色印刷系统中。 4.2 图形图像的基本概念 图形和图像是反映客观事物的两种不同的表现形式，一般来说用计算机绘制的图称作图形，用摄影机、扫描仪等获得的图称作图像。 一、图形 图形又称作矢量图形（Vector-Based Image）是利用基本图元绘制出来的，这些图元有点、直线、圆、椭圆、矩形、弧和多边形等。在计算机中，图形主要通过绘图软件绘制，它以图元为单位，可对它进行放大、缩小、旋转、删除等一系列编辑操作。 矢量图形的特点 数据量小：因为图形文件中记录的是绘制图形中图元的命令序列。 放大、缩小、旋转等变换操作后不会产生失真：因为它是以数学方法描述的一种由几何元素组成的图形。见右图。 有专门的矢量图绘制软件：如Adobe Illustrator、AutoCAD、FreeHand等。 位图图像的特点 数据量大：因为每个像素都被分配一个特定位置和颜色值。颜色数目越多，数据量越大 图像自然、逼真：因为它是用像素点来描述的图像。因此表现细腻、逼真。 在变换操作时易出现失真：因为放大时是把每个像素点放大。见右图 四、位图图像与矢量图形的区别 矢量图中，图形的颜色数目与文件的大小无关；图像中使用颜色的数目越多，文件则越大。 对同一幅图画来说，矢量图形的数据远远小于位图图像，但矢量图形不如位图图像表现的自然、逼真。 矢量图在进行放大、缩小、旋转时不会产生失真，而图象则会产生失真现象。 简单的图使用矢量图形描述好一些，复杂的图使用位图好一些。 五、图像的主要属性 1、分辨