图像基础修改ppt培训课件

《图像基础修改ppt培训课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《图像基础修改ppt培训课件（200页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、2018/10/19,1,第三章 彩色数字图像基础,2018/10/19,2,主要内容,颜色理论与人的色觉 颜色空间 数字图像的基本知识 计算机图形学基础知识 图像与图形的文件格式 动画与数字视频,2018/10/19,3,3.1 什么是数字图像,数字图像是指由被称作像素的小块区域组成的二维矩阵。将物理图像行列划分后，每个小块区域称为像素（pixel）。 每个像素包括两个属性：位置和亮度（或色彩）。 对灰度图像而言，每个像素的亮度用一个数值（即灰度值）来表示，通常数值范围在0到255之间，即可用一个字节来表示，0表示黑、255表示白，而其它表示灰度级别。 像素分割的两个问题 像素数目 灰度值的

2、度量,Picture element,2018/10/19,4,物理图像及对应的数字图像,2018/10/19,5,灰度级,3.1 什么是数字图像,2018/10/19,6,灰度图像(128x128)及其对应的数值矩阵（仅列出一部分(26x31)）,3.1 什么是数字图像,2018/10/19,7,图像是自然界中的客观景物通过某种系统 的映射，使人们产生的视觉感受。人们在观察景物时，视觉的第一印象乃是 色彩的感觉。色彩在视觉艺术中具有十分重要 的美学价值。,3.2 视觉系统对颜色的感知,2018/10/19,8,颜色颜色是视觉系统对可见光的感知结果。1666年，英国科学家牛顿第一个揭示了光的色

3、学性质和颜色的秘密。他用光的色散实验说明太阳光是各种颜色的混合光，发现光的颜色决定于光的波长。,2018/10/19,9,1.光的色学性质,光波是一种具有一定频率范围的电磁波，其波 长覆盖范围很广，其中只有一小部分能够引起眼睛 的兴奋而被感觉，能够被眼睛感觉到的光波，其波 长大约在 380nm-780nm（l nm=10-9 m）之间， 称为可见光。,图1 可见光波长范围,2018/10/19,10,图2 光的波长与颜色的关系,眼睛感知的颜色和波长之间的关系如图。,2018/10/19,11,颜色的实质是对光的感觉。即光线、被观察对 象和观察者三者间作用的关系。被观察对象的颜色是指该对象在光线

4、的照射下， 所反射的各光谱成分作用于人眼的综合效果；对于透 射对象则是透过该物体的光谱综合作用的结果。,图3 光的波长与颜色的关系,2018/10/19,12,2. 物体的颜色,物体的颜色决定于它对光线的吸收和反 射的程度，实质上决定于物质的结构，不同 的物质结构对不同波长的光吸收能力不同。 物质对光的选择吸收，形成多彩颜色。同一 种物质，当其内部结构改变时，颜色也会改 变。原因主要是物质结构的改变，对光的选 择吸收也发生了改变。,2018/10/19,13,3. 人的色觉特点,人眼视网膜对不同波长的光照，给大脑不同的感觉，这种感觉称为色觉。 人们就是凭自己的色觉来辨别物体的颜色。一般人的眼睛

5、可分辨120多种颜色，如果在不同颜色的相互补充、相互衬托之下，有经验的人可分辨13000多种颜色。,2018/10/19,14,人的视网膜通过神经元来感知大千世界的色彩，如每个神经元对红、绿、蓝颜色敏感程度不同，或者某一个对颜色不敏感的在光功率较低的条件下才能起作用。 在混合光作用下，三种色觉细胞都按自己的规律兴奋起来，产生三种视觉信号经视神经传到大脑，形成一个综合的色觉。,2018/10/19,15,400,600,700,500, /nm,0.0,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0,感知度,蓝,绿,红,亮度,4 视觉系统对颜色和亮度的响应特性 Nm毫微米，即10-6毫米（100万分之一

6、毫米）。,2018/10/19,16,4.颜色描述与度量,国际照明委员会： （Commission International del Eclairage ，CIE）利用人对颜色的感觉对描述颜色做了定义。纯颜色通常用光的波长定义，称为光谱色。 使用不同波长的光进行组合时可以产生相同 的颜色感觉。,2018/10/19,17,地球上所有物体都在不停地发射、反射、吸收电磁波，不同物体对电磁波的发射、反射、吸收的特性不同,例如，植物的叶子看起来是绿色的，是因为叶子中的叶绿素对太阳光中蓝色和红色波长的光,强烈反射的缘故。,物体对电磁波固有的特性称为光谱特性,2018/10/19,18,颜色是视觉系统对

7、可见光的感知结果。 国际照明委员会：（Commission International del Eclairage ，CIE）定义如下： 可见光：即人眼可以看到的光,波长在380nm780nm之间。频率在4.310147.51014HZ范围； 紫外光：波长大约在370740nm(毫微米，109米)范围内，频率高于7.51014HZ； 红外光：频率低于4.31014HZ。 我们看到的大多数光（可见光）不是一种波长的光。,2018/10/19,19,可见光谱上色光由低频到高频依次为红、橙、黄、绿、青、兰、紫连续过渡，由这种连续变化的单色光波所组成的光谱叫做连续光谱，即色光。单一波长的光称为单色光。

8、如黑色与白色都没有色彩，介于黑白中间灰色，也不具有色彩。通常我们看到的光是由单色光聚合而成的复合光。复合光的颜色取决于复合光中振幅最大的光的频率。光源颜色的纯度是光的频谱纯度的一种度量，单色光纯度最高，白光纯度最低。光的亮度是感受到的光的明亮度，与人最终看到的光的能量相关，即与光强弱有关。色彩，纯度和亮度是光源的三个要素。,2018/10/19,20,2018/10/19,21,曾有报道，中关村某高科技厂在建厂房时，要求房顶使用一种高科技合成（有质轻、防晒等功能）材料，但施工方在施工中为获更多利润，有些房顶只使用一般材料，但外观看不出差异，厂家被蒙在鼓里，一年后，北京某遥感专业的实习学生在判读

9、中关村多种波段的遥感图像时，发现该工厂的屋顶材质不同，于是向厂方了解，厂方否认用了不同材质，经实习学生的进一步解释，厂家终于明白施工方用了劣质材料，因此，施工方不得不承认这一事实，并加以赔偿。为什么肉眼难以分辨，遥感却具有“火眼金睛”？,资料,2018/10/19,22,2018/10/19,23,2018/10/19,24,2018/10/19,25,美国佛罗里达洲地震监测站2002年9月该洲可能的500个地震位置,2018/10/19,26,3.2 颜色模式与彩色空间,2018/10/19,27,颜色与光的波长有关，不同波长的光呈现不同颜色。颜色具有三个特征：色调、亮度、饱和度。,（1）颜

10、色的三个特性,2018/10/19,28,色调(H)：引起视觉的色光，由多种波长的光波混合而成。正常人眼可感受其最接近的红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等纯光谱色中的一种，该属性称为色调也称为色彩。例如苹果是红色的，这“红色”便是一种色调，它与颜色明暗无关。红、橙、黄、绿、青、蓝、紫是色调的自然顺序，当混合相邻颜色时 可获这两种颜色间连续变化的色调。,饱和度(S)：色彩含有某种单色光的纯净程度。完全饱和的颜色是指没有渗入白光所呈现的颜色。黑、白、灰色的饱和度最低（0%），例如，仅由单一波长组成的光谱色就是完全饱和的颜色.,2018/10/19,29,亮度(B)：指色彩所引起的人眼对明暗程度的感觉(光

11、的强和弱)。同一种色调的亮度会因光源的强弱产生不同的变化，同一色调加上不同比例的黑或白色混合后亮度也会发生变化。如白色最亮，黑色最暗，灰色居中。,2018/10/19,30,不同亮度和饱和度的同一张图片,2018/10/19,31,色调-饱和度-亮度 颜色模型,HSB颜色模式,2018/10/19,32,图 RGB图像和与之对应的HSB图像分量,单色光的纯净度,2018/10/19,33,（2）三基色原理,人眼的颜色感觉取决于色光谱分布，但并 不能从看到的颜色来判断其光谱分布。即一定的光谱分布对应着一种惟一确定的 颜色；但同一颜色可以由不同光谱分布所组 成，这种现象称为“同色异谱”现象。重现颜

12、色并非要求重现原景物的光谱成分 重要的是获得与原景物相同的彩色感觉。,2018/10/19,34,什么是三基色（RGB）？理论上，任何一种颜色都可以用三种基本颜色按照不同比例混合得到，这三种颜色是红、绿、蓝。 自然界中的任何一种颜色都可以由R、G、B这三种颜色值之和来确定，它们构成一个三维的RGB矢量空间。,2018/10/19,35,也可以选择其他三种颜色为三基色，但是，三种颜色必须是相互独立的，即任何一种颜色都不能由其他两种颜色合成。 由于人眼对红、绿、蓝三种色光最敏感，因此由这三种颜色相配所得的彩色范围也最广。,2018/10/19,36,人眼对三基色的主观感受,由于人眼对于相同亮度单色

13、光的主观亮度感觉不同，所以，用相同亮度的三基色混色时，如果把混色后所得的单色光亮度定为100%的话，那么人的主观感觉是： 绿光仅次于白光是三基色中最亮的。红光次之，亮度约占绿光的一半；蓝光最弱，亮度约占红光的1/3。,2018/10/19,37,（3）亮度公式,当白光的亮度用Y来表示时，它和红、蓝、 绿三色的关系可用如下的方程来描述： Y=0.299R+0.587G+0.114B 这就是常用的亮度公式（由根据美国国家电 视制式委员会的NTSC制式推导得到）。,2018/10/19,38,3.2 颜色模式 颜色空间（彩色空间）,描述各种色彩间的差异，对其进行数值 化，进而对其进行编辑、输出等处理

14、。记录 色彩的角度不同，使用不同的色彩系统，均 在颜色模式/颜色空间进行。,2018/10/19,39,颜色空间是组织和描述颜色的方法之一，也叫颜色空间或彩色模型。 常见的颜色模式有：(1) RGB颜色模式 (2) YUV和YIQ彩色空间(3) HSB颜色模式(4) Lab颜色模式(5) CMYK颜色模式,2018/10/19,40,1. RGB颜色空间,采用红、绿、蓝三种基色（将单色光的波长分别定义为700nm(红)、546.1nm(绿)和453.8nm(蓝)）来匹配所有颜色的模型称为RGB颜色空间。计算机显视器采用RGB彩色空间。RGB 彩色空间常用于彩色阴极射线管和彩色光栅图形显示器。如

15、：彩色显视器的输入需要RGB三个彩色分量，通过三个分量的不同比例配合，在显示屏幕上合成所需要的任意颜色。,2018/10/19,41,(1)配色方程：,在RGB彩色空间，任意彩色光F，其配色 方程可写为： F = rR + gG + bB 其中：r、g、b为三色比例系数；rR、gG、bB为F色光的三色分量。,2018/10/19,42,图 RGB颜色空间,2018/10/19,43,Photoshop的RGB模式,Photoshop 的RGB模式使用RGB模型，为彩色图 像中每个像素的RGB分量指定一个介于0(黑色) 到255（白色）之间的强度值。 例如: 亮红色可能R值为246，G值为20，

16、而B值为50。 当这3个分量的值相等时，结果是中性灰色。 当所有分量的值均为255 时，结果是纯白色； 当该值为0 时，结果是纯黑色。,2018/10/19,44,RGB模型通常用于彩色阴极射线管和彩色光栅图形显示器。各个原色光叠加在一起产生复合色。 在多媒体计算机技术中，用得最多的是RGB彩色空间表示。因为计算机彩色显示器的输入需要RGB三个彩色分量。不管多媒体系统中采用什么形式的彩色空间表示，最后的输出一定要转换成RGB彩色空间表示。,2018/10/19,45,(2)颜色相加,图 加色法RGB,由于RGB 颜色合成可以产生白色，因此也称它们为加色。将所有颜色加在一起可产生白色，即所有可见光波长都传播回眼睛。,2018/10/19,46,RGB模型通常用于彩色阴极射线管和彩色光栅图形显示器。各个原色光叠加在一起产生复合色。 在多媒体计算机技术中，用得最多的是RGB彩色空间表示。因为计算机彩色显示器的输入需要RGB三个彩色分量。 不管多媒体系统中采用什么形式的彩色空间表示，最后的输出一定要转换成RGB彩色空间表示。,