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1、彩色图像处理6.1引言彩色图像提供了比单色图像更丰富的信息。人眼的视觉特性：能够分辨的灰度级介于十几到二十几级之间；但是对彩色的分辨能力可达到灰度分辨能力的上百倍以上。6.2彩色变换及其应用一、RGB三基色国际照明委员会（CIE）规定以700nm(红)、546.1nm(绿)、435.8nm(蓝)三个色光为三基色。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。黄(1,1,0)黑(0,0,0)绿(0,1,0)青(0,1,1)蓝(0,0,1)品红(1,0,1)白(1,1,1)红(1,0,0)一、RGB三基
2、色红绿蓝三基色按照比例混合可以得到各种颜色，其配色方程为：C=aR+bG+cBa,b,c≥0黄(1,1,0)黑(0,0,0)绿(0,1,0)青(0,1,1)蓝(0,0,1)品红(1,0,1)白(1,1,1)红(1,0,0)一、RGB三基色把三基色按不同比例相加进行混色称为相加混色。其中：红色+绿色=黄色红色+蓝色=品红绿色+蓝色=青色红色+绿色+蓝色=白色称黄色、品红、青色为相加二次色。彩色加法系统利用3基色叠加可产生光的3补色：品红（M,magenta，即红加蓝）、蓝绿（C,cyan，即绿加蓝或称青）、黄（Y
3、,yellow，即红加绿）。按一定的比例混合3基色或将1个补色与相对的基色混合就可以产生白色。光的混合满足加色定理。一、RGB三基色三基色原理：1、自然界中的可见颜色都可以用这三基色按一定比例混合得到。2、三基色彼此之间相互独立。任何一种都不能用另外两种混合得到。3、三基色之间的混合比例直接决定混合色调的饱和度。4、混合色的亮度等于各个基色的亮度之和。对于强度相同的不同单色光，人眼的主观亮度感觉不同，相同亮度的三基色，人眼的感觉是：绿色光的亮度最亮，红色光其次，蓝色光最弱。如果用Y表示白色：根据NTSC（美国国
4、家电视制式委员会）电视制式：Y=0.299R+0.587G+0.114B而根据PAL（相位逐行交变）电视制式：Y=0.222R+0.707G+0.071B二、HSI模型HSI（Hue-Saturation-Intensity）模型用H、S、I三参数描述颜色特性。H定义颜色的波长，称为色调S定义颜色的深浅程度，称为饱和度I表示颜色的亮度HSI模型反映了人的视觉对颜色色彩的感觉。黑白ISHH：由角度表示。反映了该颜色最接近哪种光谱波长。0为红色，120为绿色，240为蓝色。0到360覆盖了所有可见光谱的颜色（红橙黄
5、绿蓝青紫）。S：饱和度越高，颜色越深，如深红，深绿，深蓝。饱和度的参数是色环的原点到彩色点的半径的长度。在外环上是纯的颜色，其饱和度值为1。在中心轴上是中性（灰色）影调，饱和度为0。在HSI模型中，色调H和饱和度S包含了颜色的信息，而亮度I与颜色信息无关。二、HSI模型黑白ISHI：表示光照强度或称为亮度，其大小由物体的反射系数决定。它确定了颜色的整体亮度，而不管其颜色是什么。三、HSI与RGB的相互转换1、RGB到HSI的变换(正变换）2、HIS到RGB的转换（反变换）2、HIS到RGB的转换（反变换）2、H
6、IS到RGB的转换（反变换）彩色图像处理彩色图像处理可分为两个主要领域：1、真彩色处理2、伪彩色处理真彩色处理：被处理的对象一般本身就是彩色图像，是从全彩色传感器中获得。伪彩色处理：将黑白图像或者灰度图像转化为彩色图像。一、真彩色增强真彩色增强目的：使感兴趣的目标呈现奇异的彩色或置于奇特的彩色环境中，从而更引人注目；使景物呈现出与人眼色觉相匹配的颜色，以提高对目标的分辨力。一、真彩色增强一幅彩色图像→另一幅彩色图像，以达到增强对比度的目的。改变彩色一张三基色彩色图像→另一彩色空间如：蓝天→红色，绿草地→蓝色等，
7、以引起观察者对它更注意。彩色图像增强对于自然景色图像，通用的线性假彩色映射可表示为例如采用以下的映射关系则原图像中绿色物体会呈红色，蓝色物体会呈绿色，红色物体则呈兰色。？二伪彩色增强伪彩色增强是把灰度图像的各个不同灰度级按照线性或非线性的映射函数变换成不同的彩色，得到一幅彩色图像的技术。使原图像细节更易辨认，目标更容易识别。伪彩色增强的方法主要有：1、密度分割法2、灰度级一彩色变换法3、频率域伪彩色增强法二伪彩色增强伪彩色是一种彩色映射。由于人眼对黑白灰度等级的分辨力有限（约20余种）但可分辨数千种不同色度与不
8、同亮度的彩色。伪彩色技术：黑白图像→彩色图像，可提高图像鉴别度，有利于对图像的分析。像素的映射：黑白→彩色，像素的空间位置不变。1、密度分割法：灰度分层法图6-15密度切割分层空间示意图灰度图像：0≤f(x,y)≤Lk+1灰度级：L0,L1,L2,…,Lk-1,Lk映射成k段：C1,C2,…,Ck-1,CkK种彩色优点：此法直观、简单。仅用硬件就能实现。不足：映射彩色的种类不多。所得到
