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1、彩色图像分割形态学分割彩色图像分割的讨论内容彩色图像的基本概念表色系统彩色图像的分割（包含其他处理）彩色图像的基本概念——色彩人眼对于彩色的观察和处理是一种生理和心理现象，其机理还没有完全搞清楚，因而对于彩色的许多结论都是建立在实验基础之上的。彩色图像的基本概念——色彩的形成光学原理解释的色彩的形成如下图所示,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。400nm700nm紫外光红外光可见光区546.1nm435.8nm780nm彩色图像的
2、基本概念——色彩的分布光的吸收率蓝紫色紫蓝色400450500550600650700nm蓝色蓝绿色绿色黄绿色黄色橙色红橙色红色蓝绿红彩色图像的基本概念——色彩的分布彩色图像的基本概念——色彩的分布红蓝绿青黄紫白彩色图像的基本概念——色彩的描述颜色的描述是通过建立色彩模型来实现的，不同的色彩模型对应于不同的处理目的。CIE（国际照明委员会）在进行大量的色彩测试实验的基础上提出了一系列的颜色模型用于对色彩进行描述。各种不同的颜色模型之间可以通过数学方法互相转换。彩色图像的基本概念——色彩的CIECIEL*a*b*描述L:明亮度a:从绿色到红色b:从蓝
3、色到黄色Lab颜色空间是在1976年制定的等色空间，以克服在x，y色度图上相等的距离并不相当于我们所觉察到的相等色差的问题。Lab的概念图几种常用的表色系RGB表色系HSI表色系RGB色系——基本概念CIE规定了以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过选用这三基色按不同比例混合而成。R:200G: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
4、(255,0,0)RGB色系——颜色构成RGB色系——应用场合目前包括计算机显示器、彩色电视机在内的绝大部分图形显示器中。如果采用其他色系进行了处理，最终一定要转换到RGB色系，才能正常显示结果。HSI色系——问题的提出RGB色系虽然是目前各类显示器使用的色系，但颜色的构成与人对颜色的理解方式不同，所以在进行处理与调整时，比较不容易获得准确的参数。HSI色系——基本设计思路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。HSI色系——亮度分量II表示光照强度或称为亮度，它确定了像素的整体亮度，而不管其颜色是什么。I:
5、小大HSI色系——亮度(I)效果示意图HSI色系——色度分量HH：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。0o为红色，120o为绿色，240o为蓝色。HSI色系——色度（H）效果示意图H=0ºH=60ºH=120ºH=180ºH=240ºH=300ºS：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）色，即饱和度为0。HSI色系——饱和度分量SSHSI色系——饱和度（S）效果示意图S=0S=1S=1/4S=1/2HSI色系——颜色描述黑白IS思考问题：在这
6、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？HSI色系——与RGB色系的相互转换1.RGB到HSI的转换HSI色系——与RGB色系的相互转换2.HSI到RGB的转换HSI色系——与RGB色系的相互转换HSI色系——与RGB色系的相互转换注意：300~360之间为非可见光谱色，没有定义。红点的上下移动红点的顺（逆）时针转动红点向圆心方向移动彩色图像的处理方法灰度校正平滑处理锐化处理分割处理彩色图像灰度级校正处理示例彩色图像的平滑处理示例彩色图像的锐化处理示例彩色分割方法HSI彩色空间分割RGB彩色空间分割HSI彩色
7、空间分割如果希望基于彩色分割一幅图像，并且想在单独的平面上执行处理，会很自然地想到HSI空间。HSI空间在色调图像中描述彩色是很方便的。其次在HSI空间进行彩色图像分割，由于H、S和I三个分量是相互独立的，所以有可能将这个3-D搜索的问题转化为3个1-D搜索。典型情况是，为了在色调图像中分离出感兴趣的特征区，饱和度被用做一个模板图像。在彩色图像分割中强度图像不常使用，因为它不携带彩色信息。基于色调（H）直方图彩色图像分割，基于一维特征标量（C=[W1W2W3]）的双阈值分割算法。阈值的选择可以采用人工交互的方式，也可以基于先验知识进行选择。基于H、
8、C的直方图统计扩展了灰度图像的阈值分割算法。但第一种方法对于原始图像中颜色数较少，目标颜色单纯，且波长分布相对分散的情况，
