数字图像处理第五章教程.ppt

科学家艺术家论颜色;颜 色;关于彩色;关于颜色;关于三原色;本章大纲;6.1 Color Fundamentals;电磁波谱中可见光波长范围;色度学基础 在前面学习灰度图像时，图像的像素值是光强， 即二维空间变量的函数f(x, y)。如果把灰度值看成是二维空间变量和光谱变量的函数f(x, y, λ)，即多光谱图像，也就是通常所说的彩色图像。在计算机上显示一幅彩色图像时，每一个像素的颜色是通过三种基本颜色（即红、绿、蓝）合成的，即最常见的RGB颜色模型。要理解颜色模型， 首先应了解人的视觉系统。 ;在人眼视网膜上; 1． 三色原理 在人的视觉系统中存在着杆状细胞和锥状细胞两种感光细胞。杆状细胞为暗视器官，锥状细胞是明视器官，在照度足够高时起作用， 并能分别辨颜色。锥状细胞将电磁光谱的可见部分分为三个波段：红、绿、蓝。由于这个原因，这三种颜色被称为三基色， 图2-7表示了人类视觉系统三类锥状细胞的光谱敏感曲线。 ;图2-7 人类感光细胞的敏感曲线 ; 根据人眼的结构，所有颜色都可看作是三种基本颜色——R表示红（Red）、 G表示绿（Green)和B表示蓝（Blue)按照不同的比例组合而成。为了建立标准，国际照度委员会(CIE)早在1931年就规定三种基本色的波长分别为R：700 nm，G：546.1 nm，B： 435.8 nm。 前面已讲过，一幅彩色图像的像素值可看作是光强和波长的函数值f(x, y, λ)，但实际使用时，将其看作是一幅普通二维图像， 且每个像素有红、绿、蓝三个灰度值会更直观些。 ;色盲;色盲检查图;色盲优势;雪豹首次被拍到捕杀猎物全程：潜行追踪岩羊 ;雪豹首次被拍到捕杀猎物全程：潜行追踪岩羊 ; 2． 颜色的三个属性 颜色是外界光刺激作用于人的视觉器官而产生的主观感觉。颜色分两大类：非彩色和彩色。 非彩色是指黑色、白色和介于这两者之间深浅不同的灰色， 也称为无色系列。 彩色是指除了非彩色以外的各种颜色。 颜色有三个基本属性， 分别是色调、 饱和度和亮度。基于这三个基本属性，提出了一种重要的颜色模型HSI（Hue、 Saturation、 Intensity）。在HSI颜色模型部分中， 我们将详细介绍这三个基本属性。 ;色调： 光的一种属性，可区分不同的色。 饱和度：彩色光所呈现颜色的深浅程度。 饱和度愈高颜色愈深，反之亦然。 明亮度：光作用于人眼时引起的明亮程度的感觉。一般情况下，彩色光所包含的能量大则显得亮，反之则暗。 ;Color Imaging;专业数码相机常用,3CCD和棱镜分光;仅适合于静物摄影;颜色合成;光线和颜料的原色和合成色;从物理光学实验中得出：红、绿、蓝三种色光是非其他色光所能混合出来的，而这三种色光可以不同的比例混合出几乎自然界所有的颜色。所以红、绿、蓝是加色混合最理想的原色。 红光＋绿光＝黄光 红光＋蓝光＝品红光 蓝光＋绿光＝青光 红光＋绿光＋蓝光＝白光 如果改变三原色光的混合比例，还能得到其他不同的颜色。如：红光与绿光按不同比例混合可得绿光蓝、青、青绿。 如果蓝光、绿光和红光按不同比例混合还可以取得更多的色光，一切色光都可以用加色合成得到。;有色物体（包括色料）所以能显色，这是因为物体对光谱中色光有选择吸收和反射的作用，所谓＂吸收＂也可以说是＂减去＂的意思。印染的染料、绘画的颜料印刷的油墨等色料的混合或透明色的重叠都属于减色混合。当两种以上的色料相混和重叠时，白光就必须减去各种色料的吸收光，其剩余部分的反射色光混合结果就是色料混合或重叠产生的颜色。黄颜色之所以呈黄色，是因为它吸收了蓝光，反射黄光的缘故；青颜色之所以呈青色，是因为它吸收了红光反射青光的缘故。如把黄与青两种颜料混合，实际上是它们同时吸收蓝光和红光，余一只有绿光能反射，因此呈绿色。;根据减色合成的原理，品红、黄、青不同比例的混合，从理论上讲可以混出一切颜色。 品红、黄、青三原色在色彩学上称第一次色，也称原色； 把两种不同的原色相混称第二色，也称中间色； 将间色与原色相混或间色与间色相混称第三次色，也称复色。如图所示：;XYZ三刺激值; 为克服RGB的不足，CIE定义了与设备无关的XYZ颜色空间 :;CIE_xy色度图;;RGB与XYZ;RGB2XYZ;任何颜色都可以由XYZ的正加权系数线性合成; Name colors ? Define color mixing ? Define and compare color gam ;两色相加时, 所产生的新色在它们的连线上. A = tC + (1– t)B where B is a spectral color比值 AC/BC is ex