《MATLAB图像处理实例详解》课件Chapter_9o第9章彩色图像处理.pptx
1、第9章彩色图像处理随着计算机技术和微电子技术的发展,彩色图像成像设备性能不断提高,价格也随之下降,彩色图像的应用范围越来越广泛,彩色图像处理技术也在逐步提高。与灰度图像相比,彩色图像除了包含有大量信息以外,表示方法、数据结构和存储方式都与灰度图像不同。本章介绍彩色图像处理,包括彩色图像的基础、彩色图像的坐标变换。9.1彩色图像基础彩色图像处理和人的视觉系统有着非常密切的关系。一个彩色的光源能够发射400700n的电磁波,一部分被物体吸收,一部分反射至人眼,引起了人眼对物体颜色的感知。大部分电磁波都被吸收物体时,人眼感知物体为黑色,大部分电磁波都被物体反射时,人眼感知物体为白色,某一波段的电磁波被物体反射回人眼,人眼感知的物体就是彩色的,例如,569590nm电磁波反射回人眼,人的视觉系统感知的就是黄色。本小节主要介绍三原色概念,色调、饱和度和亮度的概念。9.1.1三原色人的视觉系统中有两种细胞,一种为杆状细胞,另一种为锥状细胞,杆状细胞为亮度感知细胞,锥状细胞为颜色感知细胞,在亮度足够的条件下,锥状细胞对红、绿、蓝这三种颜色波段的电磁波最为敏感,因此这三种颜色被称为三原色,人类视觉系统
2、锥状细胞对可见光敏感曲线如下图所示。根据人眼的视觉特性,自然界中的任何颜色都可以由三原色按照不同比例组合而成。9.1.2色调、饱和度和亮度对于单色光,颜色和电磁波波长是一一对应关系,但是对于两种或两种以上颜色的合成光,波长和颜色这种对应关系就不成立了。因此,颜色就不足以描述视觉系统所感知的物体的色彩,还必须有其它的属性,如色调、饱和度和亮度。9.2彩色图像的坐标变换目前常用的彩色图像模型主要有两种,一种是面向硬件设备的彩色图像模型例如RGB模型,另一种是面向视觉感知的彩色图像模型例如HSV模型。RGB模型是由红、绿、蓝三原色混合成各种色彩来描述彩色图像,HSV模型是通过色调、饱和度和亮度来描述彩色图像。本小节主要介绍在MATLAB中的RGB彩色图像模型和HSV彩色图像模型之间的坐标变换。9.2.1 MATLAB中的颜色模型1RGB模型RGB模型采用CIE规定的三原色红(Red)、绿(Green)、蓝(Blue)构成,任何一种颜色都可以通过这三种颜色以不同比例混合而成,用三原色英文头字母大写表示这种颜色模型。2HSV模型HSV是指色调(Hue)、饱和度(Saturation)和亮度(Va
3、lue)。HSV模型是一种主观模型,三维表示从RGB立方体演化而来。3CMYK模型CMYK模型也称为减色模型,颜色来源于青、紫、黄三原色,这三种原色从照射纸上的白光中吸收一些颜色,从而改变光波产生颜色,即从白光中减去一些颜色而产生颜色,故称为减色模型4YUV模型YUV模型是一种欧洲电视系统所采用的颜色编码方法,在现代彩色电视系统中,通常采用三管彩色摄影机或彩色CCD摄影机进行取像,然后把取得的彩色图像信号经分色、分别放大校正得到RGB,再经过矩阵变换电路得到亮度信号Y和两个色差信号R-Y(即U)、B-Y(即V),最后发送端将亮度和色差三个信号分别进行编码,用同一信道发送出去。5YCbCr模型YCbCr模型是在世界数字组织视频标准研制过程中作ITU-RBT1601建议的一部分,其实是YUV模型经过缩放和偏移的翻版。9.2.2MATLAB中颜色模型转换颜色模式就是建立的一个3-D坐标系统,表示一个彩色空间,采用不同的基本量来表示颜色,就得到不同的颜色模型(彩色空间),不同的颜色模型都能表示同一种颜色,因此,它们之间是可以相互转换的。9.3本章小结本章主要介绍了彩色图像处理的一些基本知识。首先介绍了彩色图像的基础,彩色图像的基本概念。其次,介绍了彩色图像的坐标变换,其中包括MATLAB中支持的几种彩色模型,和基本彩色模型之间的转换。习题9.1 列举两组除红绿蓝以外的其他三原色。9.2 RGB模型的应用特点是什么?9.3 HSV模型的应用特点是什么?9.4 读入一幅HSV图像,将其转换成RGB图像。9.5 读入一幅YCbCr图像,将其转换成RGB图像。
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