6 彩色图像处理

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1、数字图像处理DigitalImageProcessing第六章彩色图像处理6.1概述在图像处理中，颜色的运用受两个主要因素推动：颜色是一个强有力的描绘子，它常常可简化目标物的识别和提取。人可以辨别几千种不同的颜色，但只能区分出几十种灰度级，这使得颜色在人工图像分析中显得特别重要。26.1概述彩色图像处理分为两大类：全彩色（真彩色）处理图像为彩色图伪彩色处理图像为灰度图，为每个灰度区间赋予不同的颜色而成为彩色图36.1概述前面章节中所介绍的图像处理方法，某些可以直接应用于彩色图像处理，而其他的需要做适当修改后才可应用于处

2、理彩色图像。本章内容可分为四大块：颜色基础知识和颜色模型全彩色处理伪彩色处理彩色变换4人眼构造简介水晶体虹膜角膜瞳孔视神经盲点视网膜黄斑区睫状小带5人眼的机理简介人眼的机理与照相机类似：1.瞳孔：透明的角膜后是不透明的虹膜，虹膜中间的圆孔称为瞳孔，其直径可调节，从而控制进入人眼内之光通量↔照相机光圈作用2.晶状体：瞳孔后是一扁球形弹性透明体，其曲率可调节，以改变焦距，使不同距离的图在视网膜上成像↔照相机透镜作用6人眼的机理简介人眼的机理与照相机类似：3.视细胞：视网膜上集中了大量视细胞，分为两类：1）锥状细胞：明视细胞

3、，在强光下检测亮度和颜色（白昼视觉细胞）2）杆(柱)状细胞：暗视细胞，在弱光下检测亮度，无色彩感觉（夜视觉细胞）其中，每个锥状视细胞连接着一个视神经末梢，故分辨率高，分辨细节、颜色；多个杆状视细胞连接着一个视神经末梢，故分辨率低，仅分辨图的轮廓。7锥状细胞将电磁光谱的可见光部分分为三个波段：红、绿、蓝。由于这个原因，这三种颜色被称为三基色（PrimaryColor）红(red)绿(green)蓝(blue)所有颜色都可看作是三种基本颜色按照不同的比例组合而成。人眼成像过程视细胞受到光刺激产生电脉冲-----视神经中枢

4、-----大脑成像.传递人眼的成像机理86.2彩色基础白光通过棱镜时看到的色谱6种颜色？No!电磁波谱中的可见光部分彩色光谱可分为6个宽的区域：紫色、蓝色、绿色、黄色、橘红色和红色。96.2彩色基础电磁波谱中的可见光部分400nm700nm紫外光红外光可见光区546.1nm435.8nm780nm可视光区的波长在400nm~700nm，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。106.2彩色基础人眼所感知到的物体的颜色由物体反射光的特性所决定。人

5、眼内的锥状体分为三类，分别对红、绿、蓝光敏感。对红光敏感的锥状体占65%对绿光敏感的锥状体占33%对蓝光敏感的锥状体占2%(敏感度最高)116.2彩色基础眼内三种锥状体的光吸收情况CIE(国际照明委员会)规定的三原色对应的光的波长为：蓝：435.8nm绿：546.1nm红：700nm注意：自然界中的可见颜色均能由这三种颜色按一定比例混合得到；反之，任意一种颜色都可以分解为三种原色。126.2彩色基础三原色混色原理:红+蓝=品红绿+蓝=青红+绿=黄品红、青、黄称为合成色它们是颜料的三原色136.2彩色基础颜色的特性：亮度

6、：与灰度图像的灰度值类似色调：任何一种颜色的光都是由若干波长不同的光混合而成，其中比重最大的那种光的颜色即为色调。饱和度：由色调所对应光在混合光中的比重决定。也可理解该纯色光被白光冲淡的多少，白光越多饱和度越低。色调和饱和度统称为色度。146.3颜色模型颜色模型(也称彩色空间或彩色系统)是为了按照某种标准来指定颜色。从本质上说，颜色模型是一个坐标系统，在该系统下的一个子空间中，每种颜色都对应其中一个点。156.3颜色模型颜色模型的设计通常是为了便于硬件实现或便于对颜色的控制。RGB模型：在彩色显示器、彩色摄像机中广泛使

7、用CMY/CMYK模型：用于彩色打印HSI模型：与人描述和解释颜色的方式最接近，便于人为指定颜色；同时该模型将颜色和灰度信息分开，便于应用灰度图像处理技术来处理彩色图像。166.3.1RGB模型RGB彩色立方体示意图17RGB模型：建立在笛卡儿坐标系统里，其中三个轴分别为R，G，B，模型的空间是个正方体，原点对应黑色，离原点最远的顶点对应白色从黑到白的灰度值分布在从原点到离原点最远顶点间的连线上，而立方体内其余各点对应不同的颜色，可用从原点到该点的矢量表示186.3.1RGB彩色模型用RGB彩色模型表示的图像包含有3个

8、图像分量，分别与红、绿、蓝三原色相对应。当送入RGB监视器时，这三幅图像在荧光屏上混合产生一幅合成的彩色图像。在RGB空间中，用于表示每一像素的比特数称为像素深度。如24比特深度的图像通常称为全彩色或真彩色图像196.3.1RGB彩色模型MATLAB实现一幅MxN的RGB彩色图像可以用一个MxNx3的矩阵来描述，图像中每一个像素点