[工学]第6章图像处理 课后答案.pptVIP

第6章彩色图像处理 在图像处理中运用颜色？两个因素： (1) 颜色是一个强有力的描绘子，它常常可简化目标物的区分（如彩超）及场景中抽取目标； (2) 人可以辨别几千种颜色色调和亮度，相形之下只能辨别几十种灰度层次。 两个主要领域：全彩色处理和伪彩色处理。前者，图像用全彩色传感器获取，如彩色电视摄像机或彩色扫描仪；后者，对特定的单一亮度或亮度范围赋予一种颜色。 6.1 彩色基础 彩色光谱 标准化 CIE（国际照明委员会）在1931年设计了三原色红R，绿G，蓝B的定义，以特定波长定义： 红= 700nm 绿= 546.1nm 蓝= 435.8nm 原色相加可产生 二次色，如深红 色，青色和黄； 通常用以区别颜色的特性是亮度、色调和色饱和度。亮度是色彩明亮度的概念；色调是光波混和中与主波长有关的属性，色调表示观察者接收的主要颜色，这样，当我们说一个物体是红色、黄色时，指的是它的色调。纯谱色是全饱和的，像粉红色和淡紫色就是欠饱和的。 色调与饱和度一起称为彩色，因此，颜色是用亮度和彩色表征的。 6.2 彩色模型 RGB模型——面向硬件的模型，该模型用于彩色监视器和彩色视频摄像机。 CMY（青、深红、黄）模型、CMYK（青、深红、黄、黑）模型——针对彩色打印机的。 HSI（色调、饱和度、亮度）模型——更符合人描述和解释颜色的方式。HSI模型还有一个优点，就是把图像分成彩色和灰度信息，使其更适合本书所介绍的众多灰度处理技术。 6.2.1 RGB模型 RGB彩色立方体 24比特彩色图像 在RGB空间，用以表示每一象素的比特数叫象素深度，考虑RGB图像，其中每一幅红、绿、蓝图像都是一幅8比特图像，在这种情况下，每一个RGB彩色象素（R/G/B值3个一组）称为24比特深度。颜色总数是(28)3= 16,777,216 彩色监视器（R/G/B三通道） 6.2.2 CMY和CMYK模型 大多数在纸上沉积彩色颜料的设备，如彩色打印机和复印机，要求输入CMY数据或在内部做RGB到CMY的转换： 如图6.4所示，等量的颜料原色（青、深红、黄）可以产生黑色。加入第四种颜色——黑色，提出了CMYK模型，所以当出版商说到“四色打印”时，是指CMY彩色模型的三种原色再加上黑色。 6.2.3 HSI彩色模型 上述两种彩色系统对硬件实现很理想，遗憾的是，RGB、CMY彩色模型不能很好地适应实际上人解释的颜色。 人观察一个彩色物体时，用色调、色饱和度和亮度描述它。色调是描述纯色的属性（如纯黄色或红色）；饱和度给出一种纯色被白光稀释的程度的度量；亮度是一个主观的描述子，它体现了无色的强度概念，并且是描述彩色感觉的关键参数。我们知道强度（灰度）是单色图像最有用的描述子。 于是，有了HSI（色调、饱和度、亮度）模型，该模型可在彩色图像中从携带的彩色信息（色调和饱和度）里消去强度分量的影响。 HIS与RGB的相互转换 图6.8中的图像分量：a色调，b饱和度，c强度 6.3 伪彩色处理 伪彩色处理是根据特定的准则对灰度值赋予彩色的处理。 6.3.1 强度分层 强度分层技术和彩色编码是伪彩色图像处理最简单的例子之一。如果一幅图像被描述为三维函数（空间坐标、强度），分层方法可看成是放置一些平行于图像坐标面的平面，然后每一个平面在相交的区域中切割图像函数。 L-2个平面 例：强度分层——8个彩色平面 彩色编码 给255灰度级赋 予一种颜色，其 它的所有灰度赋 予另一种颜色， 极大地简化识别 过程。 用颜色突出降雨量 用图b所示的彩色对0到255灰度级编码，趋于蓝色值意味着低降雨量，相反为红色。 6.3.2 灰度级到彩色的转换 伪彩色增强技术 基本概念是对任何输入像素的灰度级执行3个独立操作变换，然后，3个变换结果分别送入彩色监视器的红、绿、蓝通道，合成一幅彩色图像。 显然，关键是变换函数，彩色内容受到变换函数特性的调制。这是灰度值的变换。 前面介绍的是以单色图像为 基础的伪彩色增强，将多幅 单色图像组合为一幅彩色图 像也是很重要的。在多光谱 图像处理中常使用这一过程，