数字彩色图像基础

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1、1数字彩色图像基础注：本部分内容参考了林福宗《多媒体技术基础》第四、五、六章《数字媒体技术基础》第二讲2上一讲内容回顾数字媒体导论数字媒体的基本概念数字媒体技术的原理数字媒体标准简介数字媒体的应用3本讲内容提要视觉系统对颜色的感知图像的颜色模型图像的基本属性图像的种类数字图像的描述图像文件格式作业2颜色的特性及度量颜色空间及其转换4视觉系统对颜色的感知人们获取的信息的70％来自视觉系统颜色是什么从物理学角度，颜色是视觉系统对可见光的感知结果感知到的颜色由光波的频率决定的光波是一种具有一定频率范围的电磁辐射，其波长覆盖的范围很广电磁辐射中只有一小部分能够引起眼睛的兴奋而被感觉，

2、其波长在380～780nm的范围里。眼睛感知到的颜色和波长之间的对应关系如下图所示5视觉系统对颜色的感知视觉系统对颜色感知的特性眼睛本质上是一个照相机人的视网膜（humanretina）通过神经元感知外部世界的颜色，每个神经元是一个对颜色敏感的锥体（cone）人的视网膜有对红、绿、蓝颜色敏感程度不同的三种锥体细胞红、绿和蓝三种锥体细胞对不同频率的光的感知程度不同，对不同亮度的感知程度也不同从理论上说，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（三原色）R，G，B的数值不同，混合得到的颜色就不同67图像的颜色模型什么是颜色模

3、型（colormodel）定量的描述颜色的一套规则和定义人们提出了各种颜色模型。目前常用的颜色模型按用途可分为面向硬件显示设备的RGB颜色模型面向彩色图像打印的CMY颜色模型电视信号传输中的YUV颜色模型面向彩色图像处理的HIS颜色模型面向特定应用的自定义颜色模型。。。与颜色空间等价8显示彩色图像用RGB相加混色模型-1一个能发出光波的物体称为有源物体，它的颜色由该物体发出的光波决定CRT使用3个电子枪分别产生红(red)、绿(green)和蓝(blue)三种波长的光，如图所示，并以各种不同的相对强度组合产生不同的颜色RGB相加混色模型组合红、绿和蓝光波来产生特定颜色的方法叫

4、做相加混色法(additivecolormixture)，即RGB相加混色模型相加混色是计算机应用中定义颜色的基本方法彩色显像产生颜色的原理9显示彩色图像用RGB相加混色模型-2任何一种颜色都可用三种基本颜色按不同的比例混合得到颜色＝R(红的百分比)＋G(绿的百分比)＋B(蓝的百分比)三种颜色的光强越强，到达我们眼睛的光就越多，它们的比例不同，我们看到的颜色也就不同。没有光到达眼睛，就是一片漆黑当三基色等量相加时，得到白色；等量的红绿相加而蓝为0时得到黄色；等量的红蓝相加而绿为0时得到品红色；等量的绿蓝相加而红为0时得到青色。这些三基色相加的结果如图所示相加混色三种色彩叠加可

5、形成1670万种颜色，即真彩色10打印彩色图像用CMY相减混色模型-1一个不发光波的物体称为无源物体，它的颜色由该物体吸收或者反射哪些光波决定用彩色墨水或颜料进行混合，绘制的图画是一种无源物体，用这种方法生成的颜色称为相减色在白光照射下，青色颜料能吸收红色而反射青色，黄色颜料吸收蓝色而反射黄色，品红颜料吸收绿色而反射品红。也就是：白色-红色=青色白色-绿色=品红白色-蓝色=黄色另外，如果把青色和黄色两种颜料混合，在白光照射下，由于颜料吸收了红色和蓝色，而反射了绿色，对于颜料的混合我们表示如下：颜料(黄色+青色)=白色-红色-蓝色=绿色颜料(品红+青色)=白色-红色-绿色=蓝色

6、颜料(黄色+品红)=白色-绿色-蓝色=红色以上的都是相减混色,相减混色就是以吸收三基色比例不同而形成不同的颜色的。所以又把青色、品红、黄色称为颜料三基色。颜料三基色的混色在绘画、印刷中得到广泛应用11打印彩色图像用CMY相减混色模型-2CMY相减混色模型用三种基本颜色即青色(cyan)、品红(magenta)和黄色(yellow)的颜料按一定比例混合得到颜色的方法，通常写成CMY，称为CMY模型从理论上说，任何一种颜色都可以用青色(cyan)、品红(magenta)和黄色(yellow)混合得到在相减混色中,当三基色等量相减时得到黑色；……。三基色相减结果如图所示按每个像素每

7、种颜色用1位表示，相减法产生的8种颜色如表所示C(青色)M(品红)Y(黄色)相减色000白001黄010品红011红100青101绿110蓝111黑相减混色相减色12图像属性-1像素深度（depth）图像中描述每个像素所需的二进制位数，以bit为单位例如，用R，G，B三个分量表示的彩色图像，若每个分量用8位表示，那么一个像素共用24位表示，就说像素深度为24位像素深度决定彩色图像的每个像素可能有的颜色数，或者确定灰度图像的每个像素可能有的灰度级数例如，像素深度为24位时，每个像素可以是224=16777