第08章彩色图像处理(4)讲PPT讲稿.ppt

《第08章彩色图像处理(4)讲PPT讲稿.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第08章彩色图像处理(4)讲PPT讲稿.ppt（32页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第08章彩色图像处理(4)讲第1页，共32页，编辑于2022年，星期一8.1 人类视觉与色度学基础人类视觉与色度学基础人类色觉的产生是一个复杂的过程。除了光源对眼睛的刺激，还需要人脑对光刺激的解释。人感受到的物体颜色主要取决于反射光的特性。如果物体比较均衡地反射各种光谱，则看起来是白的。如果物体对某些光谱反射得较多，则看起来物体就呈现相对应的颜色。色度学（colorimetry）进行图像的彩色分析，建立的研究彩色计量的学科。第2页，共32页，编辑于2022年，星期一8.1.1 人类的基本视觉特性人类的基本视觉特性视觉系统中存在着杆状和锥状细胞两种感光细胞。杆状细胞为暗视器官。锥状细胞是明视器官

2、，在照度足够高时起作用，并能分辨颜色。锥状细胞大致将电磁光谱的可见部分分为三个波段：红、绿、蓝。这三种颜色被称为三基色。第3页，共32页，编辑于2022年，星期一图图8.1 8.1 人类视觉系统三类锥状细胞的光谱敏感曲线人类视觉系统三类锥状细胞的光谱敏感曲线第4页，共32页，编辑于2022年，星期一人类视觉对颜色的主观感觉颜色的三种主观感觉：色调、色饱和度和亮度。色调（hue）从一个物体反射过来的或透过物体的光波长是由颜色种类来辨别的，如红、橙、绿色饱和度（saturation）即色纯度，指颜色的深浅例如：深红和浅红亮度（brightness）颜色的明暗程度，从黑到白，主要受光源强弱影响第5页

3、，共32页，编辑于2022年，星期一8.1.2 三基色原理三基色原理由三基色混配各种颜色通常有两种方法：相加混色法。彩色电视机上的颜色。相减混色法。彩色电影、幻灯片、绘画原料相加混色相加混色和相减混色相减混色的主要区别：（1）相加法是由发光体发出的光相加而产生的各种颜色，而相减法是先有白色光，然后从中减去某些成份（吸收）得到各种颜色。（2）相加混色的三基色是红、绿、蓝，而相减混色的三基色是黄、青、品红。相加混色的补色就是相减混色的基色。（3）相加混色和相减混色有不同的规律。第6页，共32页，编辑于2022年，星期一相加相加相减相减第7页，共32页，编辑于2022年，星期一色光三原色：红、绿、蓝

4、色光三原色：红、绿、蓝色料三原色：品红、黄、青色料三原色：品红、黄、青第8页，共32页，编辑于2022年，星期一色光混合色光混合+=+=+=+=第9页，共32页，编辑于2022年，星期一色光混合色光混合第10页，共32页，编辑于2022年，星期一色料混合色料混合+=+=+=+=第11页，共32页，编辑于2022年，星期一色料混合色料混合第12页，共32页，编辑于2022年，星期一Grassman定律指出了视觉对颜色的响应取决于红、绿、蓝三输入量的代数和。（1）所有颜色都可以用相互独立的三基色混合得到；（2）假如三基色的混合比相等，则色调和色饱和度也相等；（3）任意两种颜色相混合产生的新颜色与采

5、用三基色分别合成这两种颜色的各自成份混合起来得到的结果相等；（4）混合色的光亮度是原来各分量光亮度的总和。第13页，共32页，编辑于2022年，星期一颜色向量C的计算CIE的R、G、B颜色表示系统。选择标准红色，绿色和蓝色三种单色光作为表色系统的三基色。颜色向量C红（R）、绿（G）、蓝（B）三刺激值所构成的（R，G，B）向量的和构成。C=RR0+GG0+BB0 （8.1）R、G、B为C的三刺激值（tristimulus values）（R0，G0，B0）称为原刺激值，是单位向量。第14页，共32页，编辑于2022年，星期一图图8.2 8.2 颜色的向量表示与光谱三刺激值颜色的向量表示与光谱三刺

6、激值（a）颜色的向量表示 （b）光谱三刺激值 第15页，共32页，编辑于2022年，星期一8.1.3 光度学基本知识光度学基本知识光度学光学中研究光的辐射、吸收、照射、反射、散射、漫射等度量的学科同时结合视觉特征来确定光的度量及吸收的单位。在可见光谱段以外的景物图像也可用类似的方法。可见光谱段以外所形成的图像，其处理的各个过程也常常要变换成人眼可以观察的图像例如热成像、X光照片等第16页，共32页，编辑于2022年，星期一光度学中的基本概念1.光通量2.发光强度3.视敏度4.亮度亮度是发光面的明亮程度的度量，它决定于单位面积的发光强度，单位为cd/m2。5.照度照度指照射在单位面积上的光通量，

7、单位为勒（lx）。第17页，共32页，编辑于2022年，星期一8.5 假彩色处理假彩色处理处理的对象是三基色描绘的自然图像或同一景物的多光谱图像。对自然图像，假彩色的处理方法之一：将关注的目标物映射为与原色不同的假彩色，即原有的彩色图像变换成给定彩色分布的图像。绿色草原置成红色，蓝色海洋换成绿色等。这样做的目的是使目标物置于奇特的环境中以引起观察者的注意。方法之二：根据眼睛的色觉灵敏度，重新分配图像成分的颜色。眼网膜中视锥体和视杆体对可见光区的绿色波长比较敏感，于是可将原来非绿色描述的图像细节或目标物经假彩色处理变成绿色以达到提高目标分辨率的目的。第18页，共32页，编辑于2022年，星期一R

8、f、Gf、Bf为原基色分量；RF、GF、BF为假三基色分量；Tij为（i,j=1,2,3）转移函数。自然图像的假彩色映射可定义为：第19页，共32页，编辑于2022年，星期一假彩色处理假彩色处理第20页，共32页，编辑于2022年，星期一a=imread(fruit.jpg);%read one fileimshow(a)title(Original Image)b(:,:,1)=a(:,:,2);b(:,:,2)=a(:,:,3);b(:,:,3)=a(:,:,1);figureimshow(b)c(:,:,1)=a(:,:,3);c(:,:,2)=a(:,:,1);c(:,:,3)=a(:

9、,:,2);figureimshow(c)d(:,:,1)=a(:,:,1);d(:,:,2)=a(:,:,3);d(:,:,3)=a(:,:,2);figureimshow(d)第21页，共32页，编辑于2022年，星期一缺色处理缺色处理第22页，共32页，编辑于2022年，星期一8.6 彩色图像增强彩色图像增强8.6.1 真彩色增强真彩色增强“真彩色”图像指接近人眼能够分辨的最大颜色数目的彩色图像一般指能达到照片质量的24位彩色图像。尽管对R、G、B各分量直接使用对灰度图的增强方法可以增加图像中可视细节亮度，但得到的增强图中的色调有可能完全没有意义。第23页，共32页，编辑于2022年，星

10、期一一种真彩色增强方法基本步骤在增强图像中对应同一个像素的R、G、B这三个分量都发生了变化，它们的相对数值与原来不同了。若将RGB图转化为HSI图，亮度分量和色度分量就分开了，避免了相对数值发生变化。（1）将原始彩色图R、G、B分量图转化为H、S、I分量图；（2）利用对灰度图增强的方法增强其中的某个分量图；（3）再将结果转换为用R、G、B分量图以便用彩色显示器显示。，第24页，共32页，编辑于2022年，星期一图8.12 图像的饱和度变化（a）原图像 （b）饱和度增强后的图像 （c）饱和度减弱后的图像 第25页，共32页，编辑于2022年，星期一图8.13 图像的亮度变化（a）原图像 （b）亮

11、度增强后的图像 （c）亮度减弱后的图像 第26页，共32页，编辑于2022年，星期一8.6.2 伪彩色增强伪彩色增强人眼分辨灰度级能力较差，一般只有几十级，有时无法从图像的灰度中提取有用信息。而人眼对彩色分辨率较强，达几百种甚至上千种。伪彩色增强是将灰度或单一波段的图像变换为彩色图像。彩色图像中的彩色根据黑白图像的灰度级或其他图像特征（如空间频率成分）人为给定。第27页，共32页，编辑于2022年，星期一例：亮度切割甲状腺的单色图像图像被分成8个彩色区域第28页，共32页，编辑于2022年，星期一伪彩色增强伪彩色增强第29页，共32页，编辑于2022年，星期一伪彩色处理技术的应用适用于航摄和遥

12、感图片、云图等方面，也可以用于医学图像的判读等方面。在质量较高的黑白底片和X光片中，往往有些灰度级相差不大，却包含着丰富的信息。通常将图像中的黑白度级变换成不同的彩色，且分割越细，彩色越多，人眼所能提取信息也越多。处理可以用通用计算机完成，也可以用便于实时观察的专用硬设备（伪彩色仪等）来实现。第30页，共32页，编辑于2022年，星期一伪彩色增强伪彩色增强第31页，共32页，编辑于2022年，星期一常用的伪彩色增强方法伪彩色处理技术可以在空间域或频率域中实现。有三种：1.利用色彩阶梯变化曲线空间域伪彩色处理技术。2.三基色变化法空间域伪彩色处理技术。3.频率域伪彩色增强第32页，共32页，编辑于2022年，星期一