数字图像处理彩色图像PPT学习教案

1、数字图像处理彩色图像数字图像处理彩色图像第1页/共90页v人眼对于彩色的观察和处理是一种人眼对于彩色的观察和处理是一种 生理生理 和和 心理心理 现象，其机理还没有完全搞清楚，因而现象，其机理还没有完全搞清楚，因而对于彩色的许多结论都是建立在实验基础之对于彩色的许多结论都是建立在实验基础之上的。上的。第2页/共90页彩色图像的基本概念 色彩的形成 光学原理解释的色彩的形成光学原理解释的色彩的形成第3页/共90页400nm700nm紫外紫外光光红外光红外光可见光区可见光区546.1nm435.8nm780nm彩色图像的基本概念 色彩的分布第4页/共90页光光的的吸吸收收率率 蓝紫色蓝紫色 紫蓝色

2、紫蓝色400 450 500 550 600 650 700nm 蓝色蓝色 蓝绿色蓝绿色 绿色绿色 黄绿色黄绿色 黄色黄色 橙色橙色 红橙色红橙色 红色红色蓝蓝绿绿红红彩色图像的基本概念 色彩的分布第5页/共90页红红蓝蓝绿绿青黄黄紫紫白白第6页/共90页v 颜色的描述是通过建立色彩模型来实现的，颜色的描述是通过建立色彩模型来实现的，不同的色彩模型对应于不同的处理目的。不同的色彩模型对应于不同的处理目的。v CIECIE（国际照明委员会）在进行大量的色彩（国际照明委员会）在进行大量的色彩测试实验的基础上提出了一系列的颜色模型测试实验的基础上提出了一系列的颜色模型用于对色彩进行描述。用于对色彩进

3、行描述。各种不同的颜色模型之间可以通过数学方法互相转换。各种不同的颜色模型之间可以通过数学方法互相转换。 第7页/共90页l XYZXYZ三刺激值是利用这些标准三刺激值是利用这些标准 观察者配色观察者配色函数计算得来的。函数计算得来的。 如图所示，如图所示，x,yx,y表示人类的表示人类的可见可见 颜色范围。颜色范围。)(, )(, )(zyxv XYZXYZ三刺激值的概念是以色视觉的三元理论为根据。三刺激值的概念是以色视觉的三元理论为根据。v 19311931年年CIECIE制定了一种假想的标准观察者，配色函数制定了一种假想的标准观察者，配色函数设为设为: :第8页/共90页L: L: 明亮

4、度明亮度a: a: 从绿色到红色从绿色到红色b: b: 从蓝色到黄色从蓝色到黄色v LabLab颜色空间是在颜色空间是在19761976年制定的等色空间，以年制定的等色空间，以克服在克服在x x，y y色度图上相等的距离并不相当于我色度图上相等的距离并不相当于我们所觉察到的相等色差的问题。们所觉察到的相等色差的问题。Lab Lab 的概念图的概念图第9页/共90页n 在比较色差时，设在比较色差时，设A A为基准色，为基准色，B B为试料为试料色，色，AA为与为与B B相同亮相同亮度的基准色，度的基准色， E Eabab为为色差程度，色差程度， E Eabab大小大小决定了色差程度的大决定了色差

5、程度的大小，具体见表。小，具体见表。 色差程度的鉴定色差程度的鉴定E*ab 微量微量 0 0.5 轻微轻微 0.5 1.5能感觉到能感觉到 1.5 3.0 明显明显 3.0 6.0 很大很大 6.0 12.0截然不同截然不同 12.0以上以上第10页/共90页第11页/共90页第12页/共90页第13页/共90页第14页/共90页R:200 G:50B:120黄黄(255,255,0)(255,255,0)黑黑(0,0,0)(0,0,0)绿绿(0,255,0)(0,255,0)青青(0,255,255)(0,255,255)蓝蓝(0,0,255)(0,0,255)品红品红(255,0,255)

6、(255,0,255)白白(255,255,255)(255,255,255)红红(255,0,0)(255,0,0)RGB色系 颜色构成第15页/共90页第16页/共90页第17页/共90页第18页/共90页I: 小小 大大第19页/共90页HSI色系 亮度(I)效果示意图第20页/共90页第21页/共90页H=0H=60H=120H=180H=240H=300第22页/共90页S第23页/共90页S=0S=1S=1/4S=1/2第24页/共90页黑白IS思考问题：在这个圆柱体上，红色的点思考问题：在这个圆柱体上，红色的点顺（逆）顺（逆）时针旋转会变成什么样？时针旋转会变成什么样？上下上下移

7、动呢？向移动呢？向圆心圆心方方向移动呢？向移动呢？第25页/共90页)(31BGRIBGRBGRS),min(31)()()()(cos2211BGBRGRBRGR2GBHGB第26页/共90页)60cos()cos(1 3HHSRI)1 (3SBIBRIG3时当1200 H第27页/共90页)180cos()120cos(1 3HHSGI)1 (3SRIGRIB3时当240120 H第28页/共90页时当300240 H)300cos()240cos(1 3HHSBI)1 (3SGIBGIR3注意：注意：300360300360之间为非可见光谱色，没有定义。之间为非可见光谱色，没有定义。第2

8、9页/共90页 CC：青色，从白色中滤去红色。：青色，从白色中滤去红色。 MM：品红，从白色中滤去绿色。：品红，从白色中滤去绿色。 Y: Y: 黄色，从白色中滤去蓝色。黄色，从白色中滤去蓝色。第30页/共90页第31页/共90页,minYMCKGRBWYBRGWMBGRWC其中，其中，WW表示白色。表示白色。第32页/共90页5 . 05 . 05 . 0YCMYWBMCYMWGCYMCWR其中，其中，WW表示白色。表示白色。第33页/共90页n电视信号在发射时，转换成电视信号在发射时，转换成YUVYUV形式；接收形式；接收时再还原成时再还原成RGBRGB三基色信号，由显像管显示。三基色信号，

9、由显像管显示。第34页/共90页Y,U,VYYY,0,0彩色电视信号黑白电视信号黑白电视机彩色电视机第35页/共90页思考一个问题思考一个问题： 当彩色的视频信号传输给黑白电当彩色的视频信号传输给黑白电视视 机时，既然是三取一，可否直接选机时，既然是三取一，可否直接选择择R R或或GG或或B B信号来作为其输入？信号来作为其输入？第36页/共90页YRVYBUBGRY114. 0587. 0299. 0第37页/共90页UYBVUYGVYR509. 0192. 0特点：这两个色系的转换非常简单，特点：这两个色系的转换非常简单，所以可满足转换的快速性要求。所以可满足转换的快速性要求。第38页/共

10、90页第39页/共90页第40页/共90页BGRY114. 0587. 0299. 0)(114. 01 (2YBCb)(299. 01 (2YRCr第41页/共90页)299.01(21rk)114.01(21bkrrCkYRbbCkYBbbrrCkCkYG*587.0/114.0*587.0/299.0第42页/共90页第43页/共90页第44页/共90页第45页/共90页第46页/共90页)()()()()()(GBRBRRGBGeGRBReBGR第47页/共90页)max()max()max(maxmaxmaxBBGGRReeeeee（红色的可能点）（绿色的可能点）（蓝色的可能点）第4

11、8页/共90页|max1max1max1RRRRRReebbeeggeerr|max2max2max2GGGGGGeebbeeggeerr|max3max3max3BBBBBBeebbeeggeerr第49页/共90页),(111bgr理想值应该为理想值应该为)0 , 0*,(r),(222bgr理想值应该为理想值应该为)0*, 0(g),(333bgr理想值应该为理想值应该为*), 0 , 0(b第50页/共90页3213213211bbbgggrrrA*000*000*2bgrA第51页/共90页nmfffjibjigjirf),(),(),(补偿后的图像为补偿后的图像为nmgggjibj

12、igjirg),(),(),(则：则：bfCg第52页/共90页先忽略先忽略b b，最后再将结果图标准化，有，最后再将结果图标准化，有bACA12112AAC第53页/共90页),(),(jifCjig第54页/共90页第55页/共90页第56页/共90页第57页/共90页BGRY114. 0587. 0299. 0第58页/共90页maxmaxYY第59页/共90页95. 0|maxYYYwhite第60页/共90页BGR,第61页/共90页RYkR/GYkG/BYkB/第62页/共90页RkRR*GkGG*BkBB*得到的图像就是得到的图像就是彩色平衡后的图像彩色平衡后的图像。第63页/共90页对灰度图像：n灰度跳变的视觉反映是边界的存在。对彩色图像：n颜色跳变的视觉反映是边界的存在。第64页/共90页第65页/共90页110084的NNF第66页/共90页164的NNF第67页/共90页两种算法的效果比较两种算法的效果比较第68页/共90页第69页/共90页基于基于YCrCbYCrCb压缩图压缩图基于基于YUVYUV压缩图压缩图原图原图第70页/共90页第71页/共90页第72页/共90页第73页/共90页原图R分量肾小球的提取补偿图R分量肾小球的提取第74页/共90页肾组织切片图像肾组