冈萨雷斯数字图像处理第五章彩色图像处理

第五章 彩色图象处理
5.1 彩色基础
• 三原色原理指出
• 自然界中的可见颜色都可以用三种原色按一定 比例混合得到；反之，任意一种颜色都可以分 解为三种原色。
• 作为原色的三种颜色应该相互独立，即其中任 何一种都不能用其他两种混合得到。
第五章 彩色图象处理
5.1 彩色基础
• 三原色原理
为了标准化起见，国际照明委员会（CIE） 规定用波长为700nm、546.1nm、435.8nm的 单色光分别作为红(R)、绿(G)、蓝(B)三原色。
由于人眼的这些吸收特性，被看到的彩色 是所谓的原色红（R，red）、绿(G，green)和 蓝（B，blue）的各种组合。
第五章 彩色图象处理
5.1 彩色基础
• 三原色原理
其基本内容是： 任何颜色都可以用3种不同的基本颜色按照
不同比例混合得到，即 C=aC1+bC2+cC3
式中a，b，c >=0 为三种原色的权值或者比 例，C1、C2、C3为三原色（又称为三基色）。
0.38 0.43 0.47 0.5 0.56 0.59 0.62 0.76(m)
图 可见范围电磁波谱的波长组成
第五章 彩色图象处理
5.1 彩色基础
• 人眼的吸收特性：
人眼的锥状细胞是负责彩色视觉的传感器， 人眼的锥状细胞可分为三个主要的感觉类别。
大约65%的锥状细胞对红光敏感，33%对绿 光敏感，只有2%对蓝光敏感。
'FaceVertexCData',colors,'FaceColor','interp',... 'EdgeAlpha',0) %Set up viewing point. if nargin==0 vx=10;vy=10;vz=4; elseif nargin~=3 error('Wrong number of inputs.') end axis off view([vx,vy,vz]) axis square
第五章 彩色图象处理
RGB图像
一幅RGB图像就是彩色像素有一个M×N×3数组, 其中 每一个彩色像素点都是在特定空间位置的彩色图像对应 的红, 绿, 蓝三个分量.
zR

zG

zB
蓝色分量图像 绿色分量图像
红色分量图像
第五章 彩色图象处理
利用cat函数将分量图像合成彩色图像
白光可被分解成一系列从紫到红的连续光谱， 从而证明白光是由不同颜色（而且这些颜色并不 能再进一步被分解）的光线相混合而组成的。
第五章 彩色图象处理
5பைடு நூலகம்1 彩色基础
• 可见光 可见光是由电磁波谱中相对较窄的波段组
成，如果一个物体比较均衡地反射各种光谱， 则人看到的物体是白的；
而如果一个物体对某些可见光谱反射的较 多，则人看到的物体就呈现相对应的颜色。
第五章 彩色图象处理
RGB立方体及rgbcube函数
B
蓝 (0, 0, 1)
青
品红
白
黑
灰度级
红
R (1, 0, 0)
黄
(0, 1, 0) 绿G
第五章 彩色图象处理
function rgbcube(vx,vy,vz) vertices_matrix=[0 0 0;0 0 1;0 1 0;0 1 1;1 0 0;1 0 1;1 1 0;1 1 1]; faces_matrix=[1 5 6 2;1 3 7 5;1 2 4 3;2 4 8 6;3 7 8 4;5 6 8 7]; colors=vertices_matrix; patch('Vertices',vertices_matrix,'Faces',faces_matrix,...
例如，绿色物体反射具有500~570nm（纳 米）范围的光，吸收其他波长光的多数能量。
第五章 彩色图象处理
可见光
γ 射 X 射线 紫外
线
线
红外线
无线电波 微波 超 短 中 长
短 波波波
0.01nm 1nm 0.1μ 10μ 0.1cm 10cm 10m 1km 100km 电磁波谱分布
紫 蓝 青绿黄 橙 红
红绿蓝三原色按照比例混合可以得到各种 颜色，其配色方程为：
C=aR+bG+cB
第五章 彩色图象处理
5.1 彩色基础
• 三原色原理
• 原色相加可产生二次色。 例如：红色+蓝色=深红色(M，magenta)，
绿色+蓝色=青色(C，cyan)，红色+绿色=黄色 (Y，yellow)。 • 以一定的比例混合光的三种原色或者以一种二 次色与其相反的原色相混合可以产生白色(W， white)，即：红色+绿色+蓝色=白色。
第五章 彩色图象处理
第五章 彩色图像处理
1. 彩色基础 2.MATLAB中彩色图像的表示方法 3. 彩色空间及其转换 4. 彩色图像处理基础 5. 彩色图像的空间滤波 6. 在RGB向量直接处理
第五章 彩色图象处理
5.1 彩色基础 白光
在17世纪，牛顿通过三棱镜研究对白 光的折射就已发现：
设颜色传感器把数字图像上的一个像素编码成(R， G，B)，每个分量量化范围为 ［0，255］共256级。因 此，RGB模型可以表示
256×256×256=16 777 216≈1670万种颜色。 这足以表示自然界的任一颜色，故又称其为 24位真彩色。
第五章 彩色图象处理
• 一幅图像中的每一个像素点均被赋予不同的RGB值， 便可以形成真彩色图像，如红色(255，0，0)、绿色(0， 255，0)、蓝色(0，0，255)、青色(0，255，255)、品红 (255，0，255)、黄色(255，255，0)、白色(255，255， 255)、黑色(0，0，0)等，等比例混合三基色产生的是 灰色。 RGB颜色模型可用一个三维空间中的单位立方体 来表示，如图所示。
rgb_image = cat(3, fR, fG, fB) 从彩色图像中提取三幅分量图像
第五章 彩色图象处理
5.2 MATLAB中彩色图像的表示方法
5.2.1 RGB图像 5.2.2 索引图像 5.2.3 用来处理RGB图像和索引图像的IPT函数
第五章 彩色图象处理
• RGB模型
RGB模型采用CIE规定的三基色构成表色系统。 自然界的任一颜色都可通过这三种基色按不同比例混 合而成。由于RGB模型将三基色同时加入以产生新的 颜色，所以，它是一个加色系统。