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彩色变换 节讨论的技术，总称为彩色变换，涉及在单一彩色模型的范围中处理彩色图像分量，而不是模型间的那些分量的转 换(像6.23节的RGB到HSI，HSI到RGB的转换)。 一．公式 如第3章的灰度变换技术，我们用下式表达的彩色变换做模型： (6.5.1) 这里，f(x,y)是彩色输入图像，g(x,y)是变换或处理过的彩色输出图像，T是在空间邻域(x,y)上对f的操作。这个公式和 式(3.1.1)间的主要区别是在其描述上。这里，像素值是从彩色空间选择的3元组或4元组，用来描述图像，如图6.29(b)所 示。 类似于在3.2节用过的引进基 灰度变换的过程。在这一章仅 于彩色变换： (6.5.2) 这里，为标记简单，r 和s 是f(x,y)和g(x,y)在任何点处彩色分量的变量，{T ,T , …,Tn}是一个r 对操作产生s 的变换 i i 1 2 i i 或彩色映射函数集，注意到n个变换T 合并执行式(6.5.1)中的单一变换函数T。所选择的用于描述f和g像素的彩色空间决 i 定n的值。如果选择RGB彩色空间，则n=3，r r 和r 分别表示输入图像的红、绿、蓝分量。如果选择CMYK或HSI彩色空 1, 2 3 间，则n=4或n=3。 1/10 图6.30(a)显示了一碗草莓和一个咖啡杯的高分辨率彩色图像。这是从大幅(4×5)彩色负片数字化的图像。图中的 第二行包含原始的CMYK扫描分量图像。在这些图像的每一个CMYK彩色分量中，白用1表示，黑用0表示。这样，我们看到草 莓是由大量的深红和黄色组成的，因为对应于这两种CMYK分量的图像最亮。黑色较少并通常 于咖啡和草莓碗中的阴影。 当CMYK图像被转换为RGB时，如图中第三行所示，可以看到草莓包含大量的红色和很少的绿色与蓝色。图6.30的最后一行 显示了用式(6.2.2)到式(6.2.4)计算出的图6.30(a)的HSI分量图像。如期望的那样，强度分量是全彩色原像的单色复现。 另外，草莓在彩色方面相对较纯净。它们具有最高的饱和度或图像中色调被白光稀释得最少。最后注意到说明色度分量时 o o 的某些困难。问题包含这样一些事实：(1)在HSI模型中，0 和360 相遇处有一个不连续点．(2)色调对于0饱和度没定义 (对白、黑和 灰)。模型的不连续点多出现在草莓周围，它们用接近白(1)和黑(0)的灰度值描述。其结果是不希望的高对 比灰度级的混合去描述单颜色一一红色。 图6.30中的任何彩色空间分量都可与式(6.5.2)相配合。理论上，任何变换都可在任何模型中执行。然而，实际上， 某些操作对特定的模型比较适用。对给定的变换，表达式之间转换的代价必须转换为与彩色空间有关的判决，然后在该空 间执行该转换。例如，假设要改进图6.30(a)图像的亮度，使用 (6.5.3) 2/10 这里0k1。在HSI彩色空间，可以做简单变换： (6.5.4) 这里s =r ,s =r ，仅仅HSI亮度分量r 被改变。 1 1 2 2 3 在RGB彩色空间，3个分量都必须变换：