《彩色图像处理》-课件设计（公开）.ppt

数字图像处理 Digital Image Processing 电子科技大学中山学院计算机工程系 邹昆 Email：cszoukun@ 第6章 彩色图像处理 在图像处理中，颜色的运用受两个主要因素 推动： 颜色是一个强有力的描绘子，它常常可简化目标物的识别和提取。 人可以辨别几千种不同的颜色，但只能区分出几十种灰度级，这使得颜色在人工图像分析中显得特别重要。 第6章 彩色图像处理 彩色图像处理分为两大类： 全彩色处理 图像为彩色图 伪彩色处理 图像为灰度图，为每个灰度区间赋予不同的颜色而成为彩色图 第6章 彩色图像处理 前面章节中所介绍的图像处理方法，某些可 以直接应用于彩色图像处理，而其他的需要 做适当修改后才可应用于处理彩色图像。 本章内容可分为三大块： 颜色基础知识和颜色模型 伪彩色处理 全彩色处理 6.1 彩色基础 6.1 彩色基础 人眼所感知到的物体的颜色由物体反射光的特性所决定。 人眼内的锥状体分为三类，分别对红、绿、蓝光敏感。 对红光敏感的锥状体占65% 对绿光敏感的锥状体占33% 对蓝光敏感的锥状体占2%(敏感度最高) 6.1 彩色基础 6.1 彩色基础 三原色混色原理: 红+蓝=品红 绿+蓝=青 红+绿=黄 品红、青、黄称为合成色 它们是颜料的三原色 6.1 彩色基础 颜色的特性： 亮度：与灰度图像的灰度值类似 色调：任何一种颜色的光都是由若干波长不同的光混合而成，其中比重最大的那种光的颜色即为色调。 饱和度：由色调所对应光在混合光中的比重决定。也可理解该纯色光被白光冲淡的多少，白光越多饱和度越低。 色调和饱和度统称为色度。 6.1 彩色基础 CIE色度图 如何看一种颜色的色 调和饱和度? 如何确定任何两种或 三种颜色之间的混色 ？ 6.1 彩色基础 一般彩色显示器和 打印设备的色阶 6.1 彩色基础 习题6.2： 考虑任何两种有效的颜色c1和c2，其在图6.5 所示色度图中坐标为(x1, y1)和(x2, y2)，推导出 计算构成给定颜色所需c1和c2百分比的通用表 达式，其中该颜色位于连接这两种彩色的直 线上。 6.2 彩色模型 彩色模型(也称彩色空间或彩色系统)是为了按照某种标准来指定颜色。 从本质上说，彩色模型是一个坐标系统，在该系统下的一个子空间中，每种颜色都对应其中一个点。 6.2 彩色模型 彩色模型的设计通常是为了便于硬件实现或 便于对颜色的控制。 RGB模型：在彩色显示器、彩色摄像机中 广泛使用 CMY / CMYK模型：用于彩色打印 HSI模型：与人描述和解释颜色的方式最接近，便于人为指定颜色；同时该模型将颜色和灰度信息分开，便于应用灰度图像处理技术来处理彩色图像。 6.2.1 RGB彩色模型 RGB彩色立方体示意图 6.2.1 RGB彩色模型 用RGB彩色模型表示的图像包含有3个图像分量，分别与红、绿、蓝三原色相对应。 当送入RGB监视器时，这三幅图像在荧光屏上混合产生一幅合成的彩色图像。 在RGB空间中，用于表示每一像素的比特数称为像素深度。 如24比特深度的图像通常称为全彩色或真彩色图像 6.2.1 RGB彩色模型 (a) 生成模型中横截 面(127,G,B)的彩 色RGB图像 (b) 模型中三个隐藏 的表面彩色平面 6.2.1 RGB彩色模型 安全RGB 颜色(全系 统安全颜 色/安全 Web颜色 /安全浏览 器颜色) 6.2.2 CMY和CMYK模型 C(Cyan 青)M(Magenta 品红)Y(Yellow 黄)是颜料的三原色。 青色颜料：吸收红光 品红颜料：吸收绿光 黄色颜料：吸收蓝光 例如：当白光照到青色颜料上，红光被吸收，返回绿光和蓝光，所以呈现青色。 CMY / CMYK模型主要用于打印设备 6.2.2 CMY和CMYK模型 CMY模型和RGB模型间的关系： 等量的青色、品红和黄色应该产生黑色。但实际产生的黑色不够纯正，另外加上价格因素，引入黑色(打印的主色)，构成CMYK模型。 6.2.3 HSI彩色模型 RGB及CMY适合颜色的生成和显示，但不适合人为指定颜色。 HSI模型与人眼对颜色的描述很相似，如淡紫、深红等等。 H：Hue 色调 S：Saturation 饱和度 I：Intensity 强度/灰度 6.2.3 HSI彩色模型 RGB和HSI模型间的关系 6.2.3 HSI彩色模型 HSI模型中的 色调和饱和度 6.2.3 HSI彩色模型 基于(a)三角形和(b)圆 形彩色平面的HSI彩色 模型。三角形和圆形平 面垂直于灰度轴。 6.2.3 HSI彩色模型 从RGB到HSI的彩色转换 假设RGB值已归一化到[0, 1]范围内，则 6.2.3