《数字图像处理》课程教学资源（PPT课件讲稿）第8章 彩色图像处理

第8章彩色圜像处理 内容提要: ◆8.1人类视觉与色度学基础 ◆三基色原理、光度学基本知识 ◆8.2颜色空间的表示及其转换 ◆RGB模型、 Munsell模型、HSν模型、HSI模型、YUv模型 ◆RGB与HsV空间的相互转换 ◆RGB与YUV空间的相互转换 RGB与HS空间的相互转换

第８章 彩色图像处理 内容提要: ◆ 8.1 人类视觉与色度学基础 ◆ 三基色原理、光度学基本知识 ◆ 8.2 颜色空间的表示及其转换 ◆ RGB模型、Munsell模型、HSV模型、HSI模型、YUV模型 ◆ RGB与HSV空间的相互转换 ◆ RGB与YUV空间的相互转换 ◆ RGB与HSI空间的相互转换

◆8.2颜色空间的量化 抖动技术、假彩色处理 彩色图像增强、真彩色增强 ◆8.6.2伪彩色增强 实验:彩色空间的表示和转换 ◆本章小结

◆ 8.2 颜色空间的量化 ◆ 抖动技术、假彩色处理 ◆ 彩色图像增强、真彩色增强 ◆ 8.6.2 伪彩色增强 ◆ 实验：彩色空间的表示和转换 ◆ 本章小结

教学缝议 本章的先修知识主要有: 光学、线性代数、图像的量化等。 要求了解彩色图像处理的基本概念和一些常用的 彩色图像处理技术。 用 MATLAB工具对彩色图像进行处理 如进行颜色空间的变换等

教学建议 • 本章的先修知识主要有： – 光学、线性代数、图像的量化等。 • 要求了解彩色图像处理的基本概念和一些常用的 彩色图像处理技术。 • 用MATLAB工具对彩色图像进行处理 – 如进行颜色空间的变换等

81人粪视觉与色度学基础 人类色觉的产生是一个复杂的过程。 除了光源对眼睛的刺激,还需要人脑对光刺激的解释。 人感受到的物体颜色主要取决于反射光的特性。 如果物体比较均衡地反射各种光谱,则看起来是白的 如果物体对某些光谱反射得较多,则看起来物体就呈 现相对应的颜色。 色度学( colorimetry) 进行图像的彩色分析,建立的研究彩色计量的学科

8.1 人类视觉与色度学基础 • 人类色觉的产生是一个复杂的过程。 – 除了光源对眼睛的刺激，还需要人脑对光刺激的解释。 • 人感受到的物体颜色主要取决于反射光的特性。 – 如果物体比较均衡地反射各种光谱，则看起来是白的。 – 如果物体对某些光谱反射得较多，则看起来物体就呈 现相对应的颜色。 • 色度学（colorimetry） – 进行图像的彩色分析，建立的研究彩色计量的学科

8.11人粪的基本视觉特性 视觉系统中存在着杆状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 分辨颜色。 锥状细胞大致将电磁光谱的可见部分分为三个波段 红、绿、蓝。 一这三种颜色被称为三基色

8.1.1 人类的基本视觉特性 • 视觉系统中存在着杆状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 分辨颜色。 – 锥状细胞大致将电磁光谱的可见部分分为三个波段： 红、绿、蓝。 – 这三种颜色被称为三基色

图8.1人类视觉系统三类锥状细胞的光谱敏感曲线 蓝 100 绿 红 80 8世的 60 宋 20 0 400 450 500550 600 650 700 波长A(m)→

图8.1 人类视觉系统三类锥状细胞的光谱敏感曲线

人类视觉对颜色的主观感觉 颜色的三种主观感觉:色调、饱和度和亮度。 色调(hue) 从一个物体反射过来的或透过物体的光波长 是由颜色种类来辨别的,如红、橙、绿。 饱和度( saturation) 即色纯度,指颜色的深浅 例如:深红和浅红 亮度( brightness 颜色的明暗程度,从黑到白,主要受光源强弱影响

人类视觉对颜色的主观感觉 • 颜色的三种主观感觉：色调、饱和度和亮度。 • 色调（hue） – 从一个物体反射过来的或透过物体的光波长 – 是由颜色种类来辨别的，如红、橙、绿。 • 饱和度（saturation） – 即色纯度，指颜色的深浅 – 例如：深红和浅红。 • 亮度（brightness） – 颜色的明暗程度，从黑到白，主要受光源强弱影响

8.1.2三基色原理 由三基色混配各种颜色通常有两种方法: 相加混色法。 彩色电枧机上的颜色。 相减混色法。 ·彩色电影、幻灯片、绘画原料 ·相加混色和相减混色的主要区别: (1)相加法是由发光体发出的光相加而产生的各种颜色,而相减 法是先有白色光,然后从中减去某些成份(吸收)得到各种颜色。 (2)相加混色的三基色是红、绿、蓝,而相减混色的三基色是黄、 青、品红。相加混色的补色就是相减混色的基色。 (3)相加混色和相减混色有不同的规律

8.1.2 三基色原理 • 由三基色混配各种颜色通常有两种方法： – 相加混色法。 • 彩色电视机上的颜色。 – 相减混色法。 • 彩色电影、幻灯片、绘画原料 • 相加混色和相减混色的主要区别： – （1）相加法是由发光体发出的光相加而产生的各种颜色，而相减 法是先有白色光，然后从中减去某些成份（吸收）得到各种颜色。 – （2）相加混色的三基色是红、绿、蓝，而相减混色的三基色是黄、 青、品红。相加混色的补色就是相减混色的基色。 – （3）相加混色和相减混色有不同的规律

Grassman定律 ·指出了视觉对颜色的响应取决于红、绿、 蓝三输入量的代数和。 (1)所有颜色都可以用相互独立的三基色混合得到; (2)假如三基色的混合比相等,则色调和饱和度也相 等 (3)任意两种颜色相混合产生的新颜色与采用三基色 分别合成这两种颜色的各自成份混合起来得到的结果 相等; (4)混合色的光亮度是原来各分量光亮度的总和

Grassman定律 • 指出了视觉对颜色的响应取决于红、绿、 蓝三输入量的代数和。 – （1）所有颜色都可以用相互独立的三基色混合得到； – （2）假如三基色的混合比相等，则色调和饱和度也相 等； – （3）任意两种颜色相混合产生的新颜色与采用三基色 分别合成这两种颜色的各自成份混合起来得到的结果 相等； – （4）混合色的光亮度是原来各分量光亮度的总和

颜色向量C的计算 CIE的R、G、B颜色表示系统。 选择标准红色,绿色和蓝色三种单色光作为表色系统的 三基色 颜色向量C 红(R)、绿(G)、蓝(B)三刺激值所构成的(R, G,B)向量的和构成。 C=RR0+GGo+BBo (81) R、G、B为C的三刺激值( tristimulus values) (R,G0,B)称为原刺激值,是单位向量

颜色向量C的计算 • CIE的R、G、B颜色表示系统。 – 选择标准红色，绿色和蓝色三种单色光作为表色系统的 三基色。 • 颜色向量C – 红（R）、绿（G）、蓝（B）三刺激值所构成的（R， G，B）向量的和构成。 • C=RR0+GG0+BB0 （8.1） – R、G、B为C的三刺激值（tristimulus values） – （R0，G0，B0）称为原刺激值，是单位向量