彩色数字图像基础

彩色数字图像基础颜色与颜色空间颜色色彩空间数字图像图像文件格式视频图像以及数字化颜色与颜色空间光波：光是一种按波长辐射的电磁波。颜色视觉系统对可见光的感知 视网膜上锥状光敏细胞(RGB)：光强与颜色。视网膜上杆状光敏细胞：光强。颜色度量：色调、饱和度、亮度500600紫400700750紫蓝蓝蓝绿绿绿黄黄橙橙红红350可见光0.005nm5nm350nm750nm

0.4mmγ射线χ射线紫外线红外线无线电波0.01nm

10km光的物理性质：波长（光速，频率）和幅度人眼对色彩的感觉：色调、饱和度和亮度色调——波长亮度——幅度饱和度——色光的纯度色调hue:色调hue:人眼感觉到物体反射或发射光波的波长。色调就是颜色的分类。如七色：红、橙、黄、绿、青、蓝、紫在色谱中，色调连续变化。饱和度saturation饱和度saturation：指颜色的纯正程度。与亮度有关：某一色调参入白光，色调不变但饱和度降低与参入其它颜色的光有关：饱和度与色调都会改变。亮度：人眼感受到的颜色的光的强度同一种色块，在不同强度的白光照射下，

反射的光波波长一样（色调相同），但人眼感觉到的颜色不同。某一颜色的光，亮度很弱，趋于黑色，反之，趋于白色。饱和度与亮度.bmp颜色相加与相减相加：发光物体发出某些波长的光波，这些波长的光波叠加在一起。相减：白光照在某种颜色的物体上。部分波长的光波被吸收，剩下波长的光波进入人的眼睛。颜色空间为什么用颜色空间RGB:显示器信号HSB：人眼识别YUV：电视信号CMY：彩色印刷1.RGB颜色空间

计算机显示器用红R、绿G、蓝B光的组合产生颜色，(R,G,B)的值唯一地确定在显示器上的显示颜色，如（180，70，250）产生一个偏绿的蓝色三种颜色构成了三维空间坐标--RGB颜色空间RGB.bmp电子枪控制电路荧光面电子束像素发光点

CRT结构示意图

CRT的颜色产生RGB色彩空间2.HSB(Hue,Saturation/Chroma,Brightness/Intensity)颜色空间

HSB能减少彩色图像处理的复杂性。合乎人对彩色的认识：色彩：色调、饱和度亮度：非彩色属性，对应黑白图像的灰度。色调和饱和度通称为色度，表示颜色类别与深浅程度。HSB色彩空间和RGB色彩空间转换公式：3.CMY彩色空间非光源物体的颜色原理：任何一种颜色都可以由三种基本颜色按一定比例混合得到（青色、品红、黄）颜料或油墨。相减色例如p.66彩色打印、彩色印刷CMYK:在上述三色的基础上，增加黑色4.YUV色彩空间为兼容黑白和彩色电视信号，亮度Y和色度U、V分离。在现代彩色电视系统中，通常把摄得的彩色图像信号，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、B－Y白光的亮度Y和红、绿、蓝三色光的关系方程：Y＝0.3R+0.59G+0.11BYUV色彩空间与RGB色彩空间的转换关系：

5.3数字图像属性1.分辨率由图像中每个像素的颜色、亮度等信息按照矩阵的形式紧密排列构成。图像分辨率：每英寸长度像素点的数量。显示器分辩率：屏幕在横向与纵向上显示的点数：如1024*768，800*600位图显示：图中一个像素，对应显示器中一个像素。2.图像深度：表示每个像素的二进制数字位数24位(224种颜色)，32位(RGB每个8位，剩下的8位称为alphachannel,alpha属性可用于在图像上叠加文字)例图像深度3，则可显示8色RGB

颜色000001

010

011

100101

1101113.显示器与颜色

显示数据容量＝水平分辨率×垂直分辨率×显示深度显示模式显示分辨率显示深度（bit）颜色数缓存容量（Byte）MDA640×350121＝2CGA320×200424＝16EGA640×200424＝16VGA640×480828＝256512KSVGA1024×768828＝2561MVESA800×6002422416M2MVESA1280×10242422416M4M4.真彩色、伪彩色真彩色RGB每个分量都用8位二进制表示。（色彩深度？）真彩色图像适配器伪彩色像素的颜色不是由RGB直接确定，而是根据像素直接到彩色查找（colorlookuptable：CLUT）。查找到的颜色与像素本身的颜色有一定差异5.alpha通道32位表示一个像素时，一个像素（Alpha,R,G,B）,各用8位。alpha通道位用于像素的覆盖、混合等特殊显示。如当在一幅图像上叠加文字时，又不想让文字把图像全部覆盖掉，就可以与alpha之进行表示。6.校正（针对光亮和光强度）CRT显示设备、摄影胶片、摄像机图像传感器的转换特性都是非线性的。问题：再生图像如何保证与“原始场景”中的一样？答案：采用校正5.4图像格式1.位图由图中每个像素的数据组成。每个像素的数据包括：颜色、亮度、属性2.矢量图每个矢量是一个图形实体，它具有颜色、形状、轮廓、大小、位置等属性。如：点、圆、线，…矢量属性可以调整。如:颜色、大小、位置AutoCAD、CoreDraw等绘图软件都是基于矢量的系统。BMP:bitmap,不压缩，图像文件大。IE支持，而NetscapeNavigator不支持。文件结构SeenextslideBMP图结构BITMAPFILEHEADER0bftype文件类型Bfsize

图像数据长度Reserved10Offset图像数据的起始位置BITMAPINFORMATIONBisize40,本结构的长度18Biwidith

图像宽度22Biheight

图像高度26BiplanesBitbitcount

每像素所占位数BiclrimportantCOLORTABLE彩色表（colorlookuptable)对于24位真彩色，则不需要该表Body

图像数据3.GIFGIF:GraphicsInterchangeFormat,1987，compuServe开发

LZW压缩算法存储图像数据最多支持256色（8位图像深度）。Seenextslide特点：交错显示（下载时，以较粗分辨率显示，看到全貌）在一个文件中可放多幅图画，实现动画QUIT.GIF6Bytes:版本号7Bytes:逻辑屏幕描述全局彩色映射（任选）10Bytes:图像描述块局部彩色表图像数据图像控制扩展块纯文本扩展注释扩展块应用扩展块GIF文件结束00h重复N次TIFF:TaggedImageFileFormat,在