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1、彩色数字图像读后记录获取彩色图像首先，在进行彩色数字图像处理前必须先采集到彩色图像。而采集彩色图像需要注意的是如何确定对图像函数造成影响的物理和几何系数，所以由于实验需要，需对全方位视觉传感器进行标定。在考虑其物理和几何系数是从以下两个方面来考虑的：1、数字图像的值依赖于场景中物体表面材料和反射特性；2、相机的传感特性，镜头的光学特性，图像信号的扫描，光源的光度特性，图像采集过程中所基于的几何规律性。获取装置对于相机的选择，需要协调考虑一下几点：图像质量、尺寸，相机重量、价格，他们之间往往存在矛盾，应基于研究需要去考虑这些影响因子。彩色图像的获取装置主要有这样三种：单芯片 CCD 彩色摄像机、
2、三芯片 CCD 彩色摄像机、扫描仪。其中，由于扫描仪不易确定图像的几何和光度系数。现代相机一般都是基于半导体材料的，即 CCD 芯片。镜头的选择镜头的分类外形功能 尺寸大小 光圈 变焦类型 焦距长短 视场大小球面镜头 自动光圈 电动变焦 长焦距镜头 标准镜头非球面镜头 手动变焦 手动变焦 标准镜头 广角镜头针孔镜头 固定光圈 固定焦距 广角镜头 针孔镜头鱼眼镜头 变倍镜头 手动光圈仅适合用于亮度不变的场合，自动光圈根据亮度变更亦作调整，使用亮度变化的场景。应用自动光源的应用场景：例如在太阳光直射等非常亮的情况下，用自动光圈镜头可有较宽的动态范围；要求在整个视野有良好的聚焦时，用自动光源有比固定
3、光源镜头更大的景深；要求在亮光上因光信号导致的模糊最小时，应使用自动光圈镜头。以镜头的视场大小分类：标准镜头广角镜头远摄镜头变倍镜头（伸缩镜头）可变焦点镜头针孔镜头镜头的主要性能指标有以下几个：1、 焦距：焦距的大小决定着视场角的大小，焦距数值小，视场角大，所观察的范围也大，但距离远的物体分辨不很清楚；焦距数值大，视场角小，观察范围小，只要焦距选择合适，即便焦距很远耶可以看得很清楚。由于焦距和视场角是一一对应的关系，一个确定的焦距就意味着一个确定的视场角，所以在选择镜头焦距时，应充分考虑是有一个大的观察范围重要，还是观察一个细节重要，如果要看细节，就选择长焦距镜头，如果要观察近距离大场面，就选
4、择小焦距的广角镜头。2、 光阑系数，即光通量，用 F 表示，以镜头焦距 f 和通光孔径 D 的比值来衡量。场景中的影响因素标准施照体，即我们平常称的标准光源，其实并无我们所谓的标准光源。光度和色度校准。在许多数字图像处理中，都假设成像传感器具有线性响应，尤其适合阴影技术，如从阴影形状或光度立体技术。原则上，CCD 芯片信号时高度线性的，而非线性的是我们的显示器技术，如果我们要在显示器上获得好的显示保真度重现质量，需要调整伽玛值，使得线性 CCD 相机信号适应非线性的显示器技术。但是，至今只有很少的数字相机提供关闭伽玛修正的功能。所以我们通常的相机信号都是非线性的。具体的我就不再做详述了，有关数
5、字视频大家可以参考：A Technical Introduction To Digital Video有关数字摄影可以参考：Essentials of Digital PhotoGraphy彩色结构光系统中摄像机各项参数设置摄像机视频参数 参数定义 设置建议亮 度 色彩本身因为光度不同而产生的明暗差别。根据场景光照环境和光源强度进行调整，尽量不现过暗或光饱和现象。对比度图像中明暗区域最亮的白和最暗的黑之间不同亮度层级的测量，差异范围越大代表对比越大，图像越清晰 醒 目 ， 色 彩 也 越 鲜 明 艳 丽 ； 而 对比 度 小 ， 则 会 让 整 个 画 面 都 灰 蒙 蒙 的 。不宜调的过高，
6、会使光源像素容易出现光饱和；也不能太低，不宜区分光源像素和非光源像素。色 调 色调指的是一幅画中画面色彩的总体倾向，是大 的色彩效果。基本选择一个中间值。在光源颜色识别中不希望存在偏色现象。饱和度饱 和 度 是 指 色 彩 的 鲜 艳 程 度 ， 也 称 色 彩 的 纯 度 。饱 和 度 取 决 于 该 色 中 含 色 成 分 和 消色成 分(灰 色 )的 比 例 。 含 色 成 分 越 大 ， 饱 和 度 越 大 ；消 色 成 分 越 大 ， 饱 和 度 越 小 。不宜调的过高，会使一些中性颜色的非光源像素的饱和度增加，与光源像素点混淆；也不能过低，降低光源饱和度会影响色调识别。清 晰 度
7、清 晰 度 指 影 像 上 各 细 部 影 纹 及 其 边 界 的 清 晰 程度 。清晰度可以根据实际要求调整。该项值对颜色识别影响不大。伽 码伽 玛 值 是 指 处 理 位 图 的 一 种 特 殊 效 果 的 调 整 ，检 查 照 片 的 亮 度 也 十 分 重 要 ， 通 过 与 原 照 片比 较 ， 看 照 片 是 否 太 暗 或 太 亮 ， 太 暗 或 太 亮都 无 法 得 到 理 想 的 照 片 。 将 太 暗 的 照 片 变 亮 ，调 整 伽 玛 值 无 疑 是 简 便 的 方 法 ， 但 这 样 做 会使 照 片 失 去 信 息 。选用默认值。目前大多相机伽码校准不能关闭。白平衡
8、白 平 衡 是 描 述 显示器中 红 （ R） 、 绿 （ G） 、 蓝（ B） 三 基 色 混 合 生 成 后 白 色 精 确 度 的 一 项指 标 。 白 平 衡 的 调 整 就 是 根 据 被 调 校 的 景 物改 变 了 三 个 感 光 电 路 电 子 放 大 比 例 。关闭自动白平衡功能。先根据场景中白色物体进行调整。减小白平衡值会增强蓝色通道敏感度，加大该值则会增大绿色通道敏感度。由于 HS*颜色模型比较常用，这里总结了一下 HSI、HSV、HLS 模型在常见系统中的应用，这里主要让大家了解相同的颜色模型中相同的变量在不同的应用系统中也有不同的取值范围。例如在 JAVA 中，HIS
9、 的 H 值取值范围为 01.0，S 的取值范围为 01.0，I 的取值范围为 01.0。应用系统 颜色模型 H 范围 S 范围 I/V/L 范围Paint Shop Pro HLS 0255 0255 L 0255Gimp HSV 0360 0100 V 0100Photoshop HSV 0360 0100% I 0100%Windows HSL 0240 0240 L 0240Linux/KDE HSV 0360 0255 V 0255GTK HSV 0360 01.0 V 01.0Java(awt.Color) HIS 01.0 01.0 I 01.0Applet HSV 0360 0
10、1.0 L 0100%在彩色数字图像处理中一个重要的模型双色反射模型双色反射模型在彩色数字图像处理中有着特殊的重要性，它即用在对高光的分析上，也用在对相互反射和彩色恒常性处理中。在此，先介绍下双色反射模型。双色反射模型 Error! Reference source not found.可以用来描述非匀质绝缘物体表面的物理光照现象，光线在经过物体表面反射后可能发生漫反射和镜面反射两种情况，反射光的光谱成分由这两部分光的光谱成分共同决定。漫反射是入射光线进入物体表面经过多次折反射吸收后返回物体表面的光，其光谱成分是由物体材质的反射特性决定的。镜面反射是入射光线在物体表面的直接反射，它与物体表面相
11、对于光源位置的朝向、粗糙程度有关，其光谱成分近似于光源的光谱成分。图 1 非匀质绝缘物体表面光照的反射机制对于匀质物体，在物体的表面和内部都有着统一的折射率。这一类物体的材质包括金属、玻璃、水晶等。对于大部分的金属物体，例如铝、银等，在可见光的条件下，入射光的光谱功率分布同反射光的光谱功率分布及其相似，但对于金、铜来说，它们吸收固定波长的光能量，且入射光的光谱功率分布同反射光的光谱功率分布有着明显区别。相反，非匀质物体的折射率变化不一，例如塑料、陶瓷、丙烯酸树脂等。由于物体表面同空气的折射率不同，非匀质物体表面会发生镜面反射。大量的反射光都是遵循菲涅尔定律的，镜面反射的方向与物体表面的法线方向
12、有关。因此，不透明的非匀质物体表面的反射可以建模成镜面反射与漫反射的线性组合，即所谓的双色反射模型。该模型如下：(1)I(,)(,)(,(),(,)dsXwSEXwSEX是三维坐标系中的位置； 和 分别是漫反射和镜面反射的几何参数，,rst ()dw()sX这两个值由 的几何位置决定； 是漫反射光谱反射函数， 是镜面反射光谱反XdS(,XsS(,)X射函数； 是光源的光谱能量分布函数。当 时，该材质表面的反射光就由这两部E(,) 0s分反射组成。双色反射模型还需做如下假设：1) 物体表面是不透明的、非匀质的界面；2) 不考虑物体表面光学特性，即无荧光性和薄膜性能，颜色一致且分布均匀；3) 涉及
13、有关标准化表面的旋转，表面反射是各项同性的；4) 物体表面无相互反射；5) 单一光源，即无扩散光，场景中光源的相对光谱功率分布 是一常量。S()彩色图像处理中的高光分析在图像处理中，我们常假设场景中仅有不光滑的物体，这导致对方法应用具有强约束性，因为我们的实验环境常常包含镜面反射，将导致图像中存在高光。高光常被解释成亮的目标或表面上亮的模式，如此分析，所得到的结果有可能是假的。与此相反，如果将合适的模型加到彩色图像分割的传感器模型中，可以确定彩色图像中的高光，并依赖于已有的要求将其去除掉。对物体表面的反射模型，人所共知的两个模型是从物理光学来的 Spizzichino 模型和从几何光学来的 T
14、orrance-Sparrow 模型。高光分析可服务于不同的目的，例如 Lee 指示如何从两个或多个表面上的高光来确定光源的颜色。他提出了一种通用的技术，可从单种物质的图像中确定光源的颜色。对朗伯反射面，不能从图像中确定是否一个白色表面被黄色光源照亮或是一个黄色表面被白色光照亮。如果表面包括一个不均匀的绝缘物质，基于双色反射模型课将彩色信号分成体反射分量和界面反射分量，基于高光具有和照射光相同光谱构成的假设，有可能将它们明显分开。现有技术：Klinker-Shafer-Kanade 技术算法如下：1、 在彩色图像中辨识一个表示独立表面的区域；2、 假设这个表面包含一种非均匀绝缘物质；3、 对属
15、于这个区域的像素计算其彩色值的直方图；4、 在彩色直方图中指定界面反射彩色矢量 Cs 和体反射彩色矢量 Cb；5、 对区域中的各个像素，将它的彩色值 C(x, y)投影到两个反射彩色矢量上以确定体层尺度因子 ms(x, y)和体反射尺度因子 mb(x, y)。难点在于：准确确定高光的起始和结束位置。如果彩色信号受到相互反射的影响，则有进一步的困难。彩色图像的相互反射分析什么叫做相互反射?在计算机视觉处理系统中，往往假设场景里的表面仅收到一个可以确定的光源的照射，但这些模型与实际不符。如果场景中有多个物体或物体不是凸体，那么每个表面还会接收到其他表面反射过来的光，这个现象就成为相互反射。进行相互反射的处理有以下目的：1、 识别并至少部分地“消除”相互反射以简化或较好的对结果数据的处理；2、 使用相互反射分析来确定表面几何成表面色彩；彩色恒常性技术彩色恒常性问题的数学公式化彩色恒常性技术
