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1、第七章 彩色图像一、彩色的描述原理：彩色的描述原理： 可视光区的波长在400nm700nm，当光谱采样限制到三个人类视觉系统敏感的红、绿、蓝光波段时，对这三个光谱带的光能量进行采样，就可以得到一幅彩色图像。 400nm700nm紫外光红外光可见光区546.1nm435.8nm780nm第七章 彩色图像 二、感兴趣的范围：感兴趣的范围： 红外区、可见光区一直到紫外光区。 三、多光谱图像多光谱图像： 光谱采样不限于三个波段，即为多光谱图 像。其研究课题最多的是在遥感领域。7.1 几种常用的表色系统 前面我们已经提到，当在三基色光波段的光谱采样时，可以形成彩色图像。但是为了不同的研究目的，便产生了为
2、其提供最方便的几种彩色描述方法。一、RGB色系 国际照明委员会（CIE） 规定以700nm(红)、546.1nm (绿)、435.8nm (蓝)三个色光为三基色。又称为物理 三基色。自然界的所有颜色都可以通 过选用这三基色按不同比例混合而成。一、RGB色系R:200 G:50B:120黄(255,255,0)黑(0,0,0)绿(0,255,0)青(0,255,255)蓝(0,0,255)品红(255,0,255)白(255,255,255)红(255,0,0)二、 HSI色系 这种彩色系统格式的设计反映了人类观察彩色的方式。如：红色又分为浅红和深红色等等。 二、 HSI色系I： 表示光照强度或
3、称为亮度，它确定了像素的整体亮度，而不管其颜色是什么。 二、 HSI色系H：表示色度，由角度表示。反映了该颜色最接近什么样的光谱波长（既彩虹中的那种颜色）0o为红色，120o为绿色，240o为蓝色。0 o到240o覆盖了所有可见光谱的颜色，240o到300o是人眼可见的非光谱色（紫色）。二、HSI色系 S：表示饱和度，饱和度参数是色环的原点到彩色点的半径长度。在环的外围圆周是纯的或称饱和的颜色，其饱和度值为1。在中心是中性（灰）影调，即饱和度为0。二、HSI色系黑白IS思考问题：在这个圆柱体上，红色的点顺（逆）时针旋转会变成什么样？上下移动呢？向圆心方向移动呢？二、HSI 色系 1. RGB到
4、HSI的转换： 二、HSI 色系2. HSI到RGB的转换1）二、HSI 色系2. HSI到RGB的转换2）二、HSI 色系2. HSI到RGB的转换3）三、YUV电视信号表色系 在这种表色系统中 Y：亮度；U，V：色差信号。 目的是为了可以与黑白电视兼容。 电视信号在发射时，转换成YUV形式，接受时再还原成RGB三基色信号，由显像管显示。三、YUV电视信号表色系1. RGB到YUV的转换三、YUV电视信号表色系2、 YUV到RGB的转换 四、YCbCr色系 这是常用于彩色图像压缩时的一种表色系统。 Y: 代表亮度； Cb、Cr：代表色差。 四、YCbCr色系 与YUV表色系统不同的是它充分考
5、虑了色彩组成时RGB三色的重要因素。 YUV考虑的是简单，YCbCr考虑的是压缩时可以充分取出冗余量。四、YCbCr色系1. RGB到YCbCr的转换四、YCbCr色系2. YCbCr到RGB的转换五、CMYK色系CMYK是一种减色系统，主要用于彩色打印或颜料调色中。从CMY到RGB的转换为 7.2 彩色图像处理n在灰度图像处理中我们讨论了灰度级的修正，图像的平滑滤波，图像的锐化处理等方法，在彩色图像中仍旧需要也可以进行这些处理。7.2 彩色图像处理两种处理策略n(1) 将一幅彩色图象看作三幅分量图象的组合体，先分别单独处理，再将结果合成n(2)将一幅彩色图象中的每个象素看作具有三个属性值，即
6、属性现在为一个矢量，利用对矢量的表达方法进行处理一、彩色补偿 1. 问题的提出： 在某些应用中，目标是分离出主要或完全是颜色不同的各种类型的物体。 由于常用的彩色图像设备具有较宽而且相互覆盖的光谱敏感区，加上待拍摄图像的染色是变化的，所以很难在三个分量图中将物体分离出来。这种现象称为颜色颜色扩散扩散。一、彩色补偿2. 彩色补偿算法1） 在画面上找到主观视觉看是纯红、绿、蓝的三个点。（如果可以根据硬件知道频段的覆盖则无须这样做）。它们的理想值为：一、 彩色补偿2）计算R*,G*,B*的值 考虑到彩色补偿之后图像的亮度不变，对R*,G*,B*的计算如下：一、彩色补偿3）构造变换矩阵 将所取到的三个
7、点的GRB值分别如下所示构成彩色补偿前及补偿后的两个矩阵A1和A2。 一、 彩色补偿4）进行彩色补偿 设n分别为新、旧图像的像素值，则：其中： 一、 彩色补偿3. 彩色补偿的作用： 可以通过不同的颜色通道提取不同的目标物。 二、 彩色平衡1. 问题的提出： 当一幅彩色图像数字化后，在显示时颜色经常看起来有些不正常。这是因为色通道的不同敏感度、增光因子、偏移量等原因导致。称之为三基色不平衡。将其校正的过程就是彩色平衡。 二、彩色平衡2. 彩色平衡算法：1）从画面中选出两点颜色为灰色的点，设为： 二、彩色平衡 2) 设以G分量为基准，匹配R和B分量，则： 三、彩色平衡3) 由求出：k1和k2求出：
8、l1和l2 二、彩色平衡4) 用得到的图像就是彩色平衡后的图像。7.3 用彩色信息进行图像识别对灰度图像：n灰度跳变的视觉反映是边界的存在。对彩色图像：n颜色跳变的视觉反映是边界的存在。 作 业 (共1题)1. 假设你数字化一个测试目标，它有4个由黑到白亮度等间隔的灰度条。4个条的平均HSI值H,S,I为: 0, 0.25, 23, 101,0.16,144, 199,0.192,300, 300,0.083,416。 在HIS空间上画出这4个点，这4个条分别表现为什么颜色？这个数字化仪是否彩色平衡？如果没有，请问哪个颜色通道最敏感？哪个颜色通道最不敏感？基于色差压缩的效果图原图基于YCrCb压缩图基于YUV压缩图返回彩色补偿效果图返回彩色补偿的作用示意图返回彩色平衡效果图返回 饱和度效果示意图 返回 色度效果示意图 返回 亮度效果示意图返回 红点顺时针移动的效果返回 红点逆时针移动的效果返回 红点上、下移动的效果返回 红点向圆心方向移动的效果返回 彩色图像灰度级校正处理示例彩色图像灰度级校正处理示例 返回
