数字图像处理第十章彩色

数字图像处理 Digital Image Processing

厦门大学机电系

数字图像处理第十章彩色

第十章 彩色图像处理

彩色基础 彩色空间

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1. 彩色基础

彩色的本质是牛顿最早系统研究和发现的。 1666年，他的三棱镜试验发现白光可被分解成 从紫到红的连续可见光谱。

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电磁波谱与可见光谱

a 电磁波谱

b 可见光谱

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人眼视网膜上的锥状细胞负责接受彩色光， 其中大约65％对红光敏感，33％对绿光敏感， 2％对蓝光敏感。根据这个特性，所有彩色都 可看作3个基本颜色——红（R）、绿（G）、 蓝（B）的不同组合。1931年，国际照明委员 会（CIE）规定这3种基本色的波长分别为R： 700nm，G：546.1nm，B：435.8nm。

定义三原色波长并不意味着3个固定的R、G、 B分量就可组成所有谱色。 由于光谱是连续渐变的，所以没有单一颜色可 准确的叫做红、绿、蓝；

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亮度、色调和饱和度

从人的视觉系统看，色彩可用亮度、色调和饱和度来描 述。其中亮度和饱和度与光波的幅度有关，色调与光波 的波长有直接关系。

一. 亮度与明度 同一物体因受光不同会产生明度上的变化。 明度也可以说是指各种纯正的色彩相互比较 所产生的明暗差别。

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同一物体因受光不同会产生明度上的变化

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不同颜色的光，强度相同时照射同一物体也会 产生不同的亮度感觉。

在纯正光谱中，黄色的明度最高，显得最亮； 其次是橙、绿；再其次是红、蓝；紫色明度 最低，显得最暗。

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我们说一幅画具有红色调，是指它在色彩 上总体偏红。计算机在图像处理上采用数字 化，可以非常精 确地表现色彩的 变化，色调是相 对连续变化的。 用一个圆环来表 现色谱的变化， 就构成了一个色 彩连续变化的色 环。

二. 色调与色相

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三. 饱和度与纯度

对于同一色调的彩色光，饱和度越深，颜色越 鲜明或说越纯，相反则越淡。

在饱和的彩色光中增加白光的成分，相当于 增加了光能，因而变得更亮了，但是它的饱和度却 降低了。若增加黑色光的成分，相当于降低了光能 ，因而变得更暗，其饱和度也降低了。

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2. 彩色空间

表达颜色的彩色空间有许多种，它 们常是根据不同的应用目的而提出 的。下面介绍几种常用的彩色空间 及其特点。

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2.1 RGB彩色空间 RGB彩色空间

计算机彩色显示器显示色彩的原理与彩色 电视机一样，都是采用R 电视机一样，都是采用R、G、B相加混色 的原理，通过发射出三种不同强度的电子 束，使屏幕内侧覆盖的红、绿、蓝磷光材 料发光而产生色彩。这种色彩的表示方法 称为RGB彩色空间表示。在多媒体计算机 称为RGB彩色空间表示。在多媒体计算机 技术中，用的最多的是RGB彩色空间表示。 技术中，用的最多的是RGB

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