第四章遥感数字图像处理
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
着球体圆周的逆时针方向增加 • 饱和度描述了色彩的纯度
12
4.1.1 颜色视觉（三）——颜色立体（锥 形）
• 中间垂直轴代表明度，中间水平面的圆周代表色调、圆周上的半径大 小代表饱和度
13
4.1.1 颜色视觉（三）——颜色立体(孟 赛尔颜色立体)
14
4.1.2 加色法与减色法(一)：颜色相加原 理
4.1.1 颜色视觉——光和颜色
• 电磁波谱中0.38-0.76m的波段能引起人的视觉， 称为可见光,
• 可见光加上紫外和红外部分来自原子和分子的发 光辐射，称为光学辐射
• -----光学遥感 • 光与色有什么不同？ • 光是色的源泉，色是光的表现。“五光十色”
1
4.1.1 颜色视觉(一)——亮度对比
• (所有颜色都是对某段波长有选择地反射而对其它 波长吸收的结果)
• 两种颜色互相影响的结果，使每种颜色向其影响 色的补色变化。两种颜色的边界，对比现象更加 明显
• 在色度学中，当两种颜色混合产生白色或灰色 时，这两种颜色称为互补色。
• 绿是品红的补色，蓝是黄的补色 4
黑白图像
彩色图像
5
4.1.1 颜色视觉(二)——颜色的性质
• 例如，黄色颜料是由于本身吸收了自然光中的蓝色光，反 射出未被吸收的红光和绿光叠加混合的结果；品红颜料是 由于吸收了自然光中的绿光，反射出红光和蓝光相加的结 果；同样，青颜料是由于吸收了自然光中的红光成分，反 射蓝光与绿光的结果。
20
4.1.2加色法与减色法(三)：减法三原色
• 减法三原色：指加法三原色的补色，即黄、品红和青色。 用白光由红、绿、蓝三色组成这种理想模型来理解，可以 认为黄色，是减去蓝色的的红绿组合；同样地，品红色是 减去绿色的红蓝组合，青色是减去红色的蓝绿组合。这 样，黄、品红、青便是减色法的三原色。
• 从红到紫是可见光谱上存在的颜色，每种颜色对 应一个波长值，是光谱色。
• 有时刺激人眼的光波不是单一波长，而是一些波 长的组合，也可构成一些颜色，但它们找不到对 应的波长值，不叫光谱色。
9
4.1.1 颜色视觉(三)——颜色的性质：饱 和度(Saturation)
• 彩色纯洁的程度，即光谱中波长段是否窄，频率是否单一 的表示。对于光源，发出的若是单色光就是最饱和的彩 色，如激光。对于物体颜色，如果物体对光谱反射性有很 高的选择性，只反射很窄的波段则饱和度高。
• 三原色：若三种颜色，其中的任一种都不能由其 余二种颜色混合相加产生，三种颜色按一定比例 混合，可以形成各种色调的颜色，则称之为三原 色。实验证明，红、绿、蓝三种颜色是最优的三 原色。
• 由三原色混合，可以产生其他颜色，称为加色 法。互补色：若两种颜色混合产生白色或灰色 , 这两种颜色就称为互补色。
15
16
4.1.2 加色法与减色法(二)：色度图
• 颜色相加的原理可以用色度图来表现，比加色法示意图更接近实际情 况。因为每种波长的光都可以用红绿蓝三原色相加产生。
• 对任何一种颜色的光，当匹配的各波长光谱能量相同（等能光谱） 时，都可以推算出其所需要的红绿蓝三原色的数量值。
• 所有光谱色混合时，即形成等能光谱中的白光，且白光时由相同数量 的红绿蓝三原色组成。
• 颜色描述对遥感图象很重要，颜色变换是遥感图 象处理的重要方法。
• 所有颜色都是对某段波长有选择地反射而对其它 波长吸收的结果
• 颜色的性质由明度、色调、饱和度来描述
– 明度（Lightness, 强度, Intensity） – 色调（Hue） – 饱和度(Saturation)
6
4.1.1颜色视觉(二)——颜色的性质：明 度(Lightness)
曲线包围的部分及直 线部分代表非光谱 色。
18
• 色度图可以粗略推算两种 颜色相混合得到的中间 色，M和N两种颜色按照 一定比例合成，一定能得 到MN连线上的中间色K （只要比例合适，MN上 其他的点也可得到）
• 连接C点与色度图曲线内 的一点，可得该点的光 谱，例如连接C与K，可 得K点的光谱色 (0.573um)
• 设光的总能量为1，则白光由三原色各1/3构成，即红=绿=蓝=1/3白， 红+绿+蓝=白
• 根据上述原理，设计了色度图
17
• 左图代表色度图上的色 彩分布
• 其中，x: 红色的比例； y: 绿色的比例；蓝色比 例可由x+y+z=1导出
• 弧形曲线代表光谱，线 上每一点代表一种波长 （nm）和光谱颜色，
• 将彩色涂料的三色叠加时，由于光线依次通过减红、减 绿、减蓝层就成黑色。只有当涂料浓度不够，减色不彻底 时才会出现灰白色，但这仍是减色法而不是加色法。
• 如果光源或物体反射光在某种波长中混有许多其它波长的 光或混有白光则饱和度变低。
• 黑白色只用明度描述，不用色调、饱和度描述。
10
彩色 H
I
S
11
4.1.1 颜色视觉（三）——颜色立体（球 形）
• 球形明度-色度-饱和度色彩坐标系 • 垂直坐标轴代表亮度 • 圆周代表色度，色度值从红色中点处的0开始，沿
• 明度：是人眼对光源或物体明亮程度的感觉。与 电磁波辐射亮度的概念不同，明度受人的视觉感 受性和经验影响。
• 物体反射率越高，明度就越高。白比灰，黄比红 • 光源：亮度越大，明度越高 • 黑白图象：灰度、灰阶
7
灰度（明度）、灰阶
8
4.1.1 颜色视觉(二)——颜色的性质：色 调(Hue)
色彩彼此间相互区分的特性。可见光波段的不同波 长刺激人眼产生了不同色彩（红—紫）的感觉。
• 该点距离C点的远近反映 了C点的饱和度
• 过C点的直线与边缘交于 两个点，则两个点对应的 颜色一定是互补色，两者 混合可产生白光。
19
4.1.2加色法与减色法(三)：减色法
• 减色法是从自然光（白光）中，减去一种或二种基色光而 生成色彩的方法。
• 颜料本身的色彩是由于本身选择性地吸收了入射自然光中 一定波长的光，反射出未被吸收的色光而呈现出本身的色 彩。
• 亮度对比：视场中对象与背景的亮度差与背景亮 度之比 C=（L对象-L背景）/L背景
• 选择适宜的对象及背景的亮度，可以提高对比， 从而提高视觉效果。
• 两个或多个对象间的对比，即C=L对象/L来自百度文库象
2
亮度对比例子
高度对比度合适
亮度对比度过量
3
4.1.1 颜色视觉（一）——颜色对比
• 颜色对比：在视场中，相邻区域的不同颜色相互 影响。 受视觉影响很大
12
4.1.1 颜色视觉（三）——颜色立体（锥 形）
• 中间垂直轴代表明度，中间水平面的圆周代表色调、圆周上的半径大 小代表饱和度
13
4.1.1 颜色视觉（三）——颜色立体(孟 赛尔颜色立体)
14
4.1.2 加色法与减色法(一)：颜色相加原 理
4.1.1 颜色视觉——光和颜色
• 电磁波谱中0.38-0.76m的波段能引起人的视觉， 称为可见光,
• 可见光加上紫外和红外部分来自原子和分子的发 光辐射，称为光学辐射
• -----光学遥感 • 光与色有什么不同？ • 光是色的源泉，色是光的表现。“五光十色”
1
4.1.1 颜色视觉(一)——亮度对比
• (所有颜色都是对某段波长有选择地反射而对其它 波长吸收的结果)
• 两种颜色互相影响的结果，使每种颜色向其影响 色的补色变化。两种颜色的边界，对比现象更加 明显
• 在色度学中，当两种颜色混合产生白色或灰色 时，这两种颜色称为互补色。
• 绿是品红的补色，蓝是黄的补色 4
黑白图像
彩色图像
5
4.1.1 颜色视觉(二)——颜色的性质
• 例如，黄色颜料是由于本身吸收了自然光中的蓝色光，反 射出未被吸收的红光和绿光叠加混合的结果；品红颜料是 由于吸收了自然光中的绿光，反射出红光和蓝光相加的结 果；同样，青颜料是由于吸收了自然光中的红光成分，反 射蓝光与绿光的结果。
20
4.1.2加色法与减色法(三)：减法三原色
• 减法三原色：指加法三原色的补色，即黄、品红和青色。 用白光由红、绿、蓝三色组成这种理想模型来理解，可以 认为黄色，是减去蓝色的的红绿组合；同样地，品红色是 减去绿色的红蓝组合，青色是减去红色的蓝绿组合。这 样，黄、品红、青便是减色法的三原色。
• 从红到紫是可见光谱上存在的颜色，每种颜色对 应一个波长值，是光谱色。
• 有时刺激人眼的光波不是单一波长，而是一些波 长的组合，也可构成一些颜色，但它们找不到对 应的波长值，不叫光谱色。
9
4.1.1 颜色视觉(三)——颜色的性质：饱 和度(Saturation)
• 彩色纯洁的程度，即光谱中波长段是否窄，频率是否单一 的表示。对于光源，发出的若是单色光就是最饱和的彩 色，如激光。对于物体颜色，如果物体对光谱反射性有很 高的选择性，只反射很窄的波段则饱和度高。
• 三原色：若三种颜色，其中的任一种都不能由其 余二种颜色混合相加产生，三种颜色按一定比例 混合，可以形成各种色调的颜色，则称之为三原 色。实验证明，红、绿、蓝三种颜色是最优的三 原色。
• 由三原色混合，可以产生其他颜色，称为加色 法。互补色：若两种颜色混合产生白色或灰色 , 这两种颜色就称为互补色。
15
16
4.1.2 加色法与减色法(二)：色度图
• 颜色相加的原理可以用色度图来表现，比加色法示意图更接近实际情 况。因为每种波长的光都可以用红绿蓝三原色相加产生。
• 对任何一种颜色的光，当匹配的各波长光谱能量相同（等能光谱） 时，都可以推算出其所需要的红绿蓝三原色的数量值。
• 所有光谱色混合时，即形成等能光谱中的白光，且白光时由相同数量 的红绿蓝三原色组成。
• 颜色描述对遥感图象很重要，颜色变换是遥感图 象处理的重要方法。
• 所有颜色都是对某段波长有选择地反射而对其它 波长吸收的结果
• 颜色的性质由明度、色调、饱和度来描述
– 明度（Lightness, 强度, Intensity） – 色调（Hue） – 饱和度(Saturation)
6
4.1.1颜色视觉(二)——颜色的性质：明 度(Lightness)
曲线包围的部分及直 线部分代表非光谱 色。
18
• 色度图可以粗略推算两种 颜色相混合得到的中间 色，M和N两种颜色按照 一定比例合成，一定能得 到MN连线上的中间色K （只要比例合适，MN上 其他的点也可得到）
• 连接C点与色度图曲线内 的一点，可得该点的光 谱，例如连接C与K，可 得K点的光谱色 (0.573um)
• 设光的总能量为1，则白光由三原色各1/3构成，即红=绿=蓝=1/3白， 红+绿+蓝=白
• 根据上述原理，设计了色度图
17
• 左图代表色度图上的色 彩分布
• 其中，x: 红色的比例； y: 绿色的比例；蓝色比 例可由x+y+z=1导出
• 弧形曲线代表光谱，线 上每一点代表一种波长 （nm）和光谱颜色，
• 将彩色涂料的三色叠加时，由于光线依次通过减红、减 绿、减蓝层就成黑色。只有当涂料浓度不够，减色不彻底 时才会出现灰白色，但这仍是减色法而不是加色法。
• 如果光源或物体反射光在某种波长中混有许多其它波长的 光或混有白光则饱和度变低。
• 黑白色只用明度描述，不用色调、饱和度描述。
10
彩色 H
I
S
11
4.1.1 颜色视觉（三）——颜色立体（球 形）
• 球形明度-色度-饱和度色彩坐标系 • 垂直坐标轴代表亮度 • 圆周代表色度，色度值从红色中点处的0开始，沿
• 明度：是人眼对光源或物体明亮程度的感觉。与 电磁波辐射亮度的概念不同，明度受人的视觉感 受性和经验影响。
• 物体反射率越高，明度就越高。白比灰，黄比红 • 光源：亮度越大，明度越高 • 黑白图象：灰度、灰阶
7
灰度（明度）、灰阶
8
4.1.1 颜色视觉(二)——颜色的性质：色 调(Hue)
色彩彼此间相互区分的特性。可见光波段的不同波 长刺激人眼产生了不同色彩（红—紫）的感觉。
• 该点距离C点的远近反映 了C点的饱和度
• 过C点的直线与边缘交于 两个点，则两个点对应的 颜色一定是互补色，两者 混合可产生白光。
19
4.1.2加色法与减色法(三)：减色法
• 减色法是从自然光（白光）中，减去一种或二种基色光而 生成色彩的方法。
• 颜料本身的色彩是由于本身选择性地吸收了入射自然光中 一定波长的光，反射出未被吸收的色光而呈现出本身的色 彩。
• 亮度对比：视场中对象与背景的亮度差与背景亮 度之比 C=（L对象-L背景）/L背景
• 选择适宜的对象及背景的亮度，可以提高对比， 从而提高视觉效果。
• 两个或多个对象间的对比，即C=L对象/L来自百度文库象
2
亮度对比例子
高度对比度合适
亮度对比度过量
3
4.1.1 颜色视觉（一）——颜色对比
• 颜色对比：在视场中，相邻区域的不同颜色相互 影响。 受视觉影响很大