第3章图像处理的基本知识ppt课件.ppt

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1、第三章图像处理的基本概念色度学基础人的视觉特性图像模型图像数字化数字图像的表示形式及特点1色度学基础1.1色彩的产生1.2三基色原理1.3常见的颜色模型1.1色彩的产生物体之所以呈现出不同的颜色,就是由于物体反射(或透射)了可见光谱中的不同成分,同时又吸收了其余的成分,从而使人眼产生了不同的彩色感觉。一般来说,某一物体的颜色是该物体在特定光源照射下所反射(或透射)的一般人眼感受到的光有三种：直射光、反射光和投射光直射光：发光物体产生的光直接刺激人眼产生光感。如日光、照明光、显象管荧光屏发出的光等。投射光：发光物体产生的光照射到透明或半透明物体上，通过物体投射过

2、来的光。例如，玻璃是透明体，滤色片、电影胶片是半透明体。反射光：发光物体所产生的光照射到其他物体上,被其他物体反射而发出的光称为反射光。一定可见光谱成分作用于人眼而引起的视觉效果。白色物体对不同波长的光具有相同的反射特性。白色物体在白光的照射下,将白光中所有色光都反射出来,从而呈现白色。既不反射光也不透射光,而能完全吸收入射光的物体,就呈现黑色。1.2三基色原理人眼的视网膜上存在有大量能在适当亮度下分辨颜色的锥状细胞，它们分别对红光、绿光、蓝光敏感。由此，红（R）、绿（G）、蓝（B）这三种颜色被称为三基色。根据人眼的三基色吸收特性，人眼所感受到的颜色其实是三种基

3、色按照不同比例的组合。则任一彩色则任一彩色C可表示为：1.3常见的颜色模型各种表示颜色的方法叫做颜色模型。目前使用最多的是RGB模型、CMYK模型、HSI模型。它们可以根据需要相互转换。RGB模型这是最常见的色彩模型，由R(红)、G(绿)、B(蓝)三个分量组成，三维空间中的三个轴分别与红、绿、蓝三基色相对应.原点对应于黑色，离原点最远的顶点对应于白色。从黑到白的灰度值分布在这两个点的连线上，该线称为灰色线。其他颜色则落在三维空间中由红、绿、蓝三基色组成的彩色立方体中。通常情况下以RGB色彩模型为基础描述其它色彩模型。RGB模型在视频和显示器中广泛使用。RGB模型

4、单位立方体CMY(K)模型RGB模式是显示器上的颜色模式,而在图像印刷中却是用CMYK4色印刷模式来确定颜色的。是指通过混合青(Cyan)、品红(Magenta)、黄(Yellow)与黑(Black)色来产生全彩色阶调的颜色,这就是CMYK模式。其中Black以“K”表示(为了避免与Blue混淆)。这就是平常所说的减色模式,因为青、品红、黄分别是光谱色中的红、绿、蓝的补色,从而模拟出白光被物体吸收了一部分色光后的反射光。CMYK模式中的颜色种类远不及RGB模式,但它却是打印的标准模式,是印刷业所使用的颜色模式。HSI模型以色彩的色调(Hue)、饱和度(Satur

5、ation)、亮度(Intensity)三要素来表示。它反映了人的视觉系统观察彩色的方式，同人对色彩的感知相一致，是适合人的视觉特性的色彩空间，在艺术上经常使用HSI模型。这种模型的优点在于它将亮度（I）与反映色彩本质特性的两个参数（色度（H）和饱和度（S））分开。色度由角度表示，它反映了该彩色最接近什么样的光谱波长。一般假定0°表示的颜色为红色，120°的为绿色，240°的为蓝色。0°到240°的色相覆盖了所有可见光谱的彩色，在240°到300°之间为人眼可见的非光谱色（紫色）。饱和度是指一个颜色的鲜明程度，饱和度越高，颜色越深，如深红，深绿。饱和度参数是色环

6、的原点（圆心）到彩色点的半径的长度。由色相环可以看出，环的边界上纯的或饱和的颜色。在中心是中性（灰色）阴影，饱和度为0。RGB转换到HSI对任何3个［0，1］范围内的R、G、B值，其对应HSI模型中的I、S、H分量的计算公式为模型之间的转换HSI转换到RGB当0°≤H<120°时，有当120°≤H<240°时，有当240°≤H<360°时，有若S、I、R、G、B的取值区间均为［0，1］，则常见的彩色图像处理流程2人眼的视觉原理2.1人眼的构造2.2图像的形成2.3视觉范围和分辨力2.4视觉适应性和对比灵敏度2.5亮度感觉2.6马赫带效应2.7视觉模型2.1人

7、眼的构造（1）瞳孔：瞳孔后是晶状体，其曲率可调节，以改变焦距，使不同距离的图在视网膜上成象(照相机透镜)。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，控制进入人眼内之光通量(照相机光圈)。视网膜上集中了大量视细胞，分为两类：锥状细胞和杆状细胞（2）晶状体：（3）视细胞：锥状细胞每只眼睛中大约有600万到700万个锥状细胞，集中分布在视轴和视网膜相交点附近的黄斑区内。每个锥状细胞都连接一个神经末梢，因此，黄斑区对光有较高的分辨力，能充分识别图像的细节。锥状细胞既可以分辨光的强弱，也可以辨别色彩。白天视觉过程主要靠锥状细胞来完成，所以锥状机

8、觉又称白昼视觉。按感光化