最新数字图像处理与分析第9章彩色与多光谱图像处理教学文案

（9.3 b）
白色 – 蓝色 = 黄色
（9.3 c）
白色 – 绿色 – 红色 – 蓝色 = 黑色 （9.3 d）
9.1.1 三基色原理
◆对不同颜料配色过程的理解：
品红色颜料+黄色颜料=红色颜料=>白色–绿色–蓝色 (9.4a) 青色颜料+黄色颜料=绿色颜料 => 白色–红色–蓝色 (9.4b) 品红色颜料+青色颜料=蓝色颜料=>白色–绿色–红色 (9.4c) 品红色颜料+青色颜料+黄色颜料=黑色颜料
9.2 彩色模型
目前常用的彩色模型可分成两类： （1）面向诸如彩色监视器、彩色视频摄像机和彩色打
印机的硬件设备。面向硬件设备的彩色模型主要有RGB模 型、CMY（青、品红、黄）模型和CMYK（青、品红、黄、 黑）模型。RGB模型主要用于彩色监视器和彩色视频摄像 机； CMYK主要用于彩色打印机。
（2）面向诸如彩色动画图形创作等的彩色处理应用。 主要是HSI模型（hue-saturation-intensity，即色调、 亮度和饱和度）。
9.1.2 CIE色度图
◆在彩色图像中： 亮度反映了该颜色的明亮程度。颜色中掺入的白色越多 亮度就越大，掺入的黑色越多亮度就越小。 色调用于描述纯色（如纯黄色、纯红色），反映了观察 者接收到的主要颜色。 饱和度给出一种纯色被白光稀释的程度的度量，与加入 到纯色（色调）中的白光成正比（由于加入了白光，观察 者接收到的不再是某种纯色，而是反应该纯色属性的混合 颜色）。
=>白色–绿色–红色–蓝色 (9.4d)
9.1.1 三基色原理
3. 相减混色
品红 蓝
青
黑
红
绿
黄
图9.2 相减混色的三基色及其补色的关系
9.1.2 CIE色度图
1、相关概念 ◆对于无彩色（消色）图像来说，亮度（也即灰度）
是唯一的属性。 ◆对于有彩色图像来说，通常用亮度、色调及饱和度
表示颜色的特性。
2. 相加混色
相加混色中涉及到灰色比例问题：
R:200 G:50 B:120
9.1.1 三基色原理
3. 相减混色
利用颜料和染料等的吸色性质可以实现相减混色。
◆相减混色就是从白光中虑去某种颜色而得到另一种颜色。
◆ 相减混色的基色为青、品红色、黄。
白色 – 红色 = 青色
（9.3 a）
白色 – 绿色 = 品红色
确定所选颜色的主波长和纯度。颜色A的主波长，从标准白光 点C过A作直线与光谱曲线相交于B（A与B在C的同侧），这样 颜色A可以表示为纯色光B和白光C的混合，B就定义了颜色A的 主波长。
定义一个颜色域。通过调整混合比例，任意两种颜色I和J加 在一起能够产生它们连线上的颜色，再加入第三种颜色K， 就产生三者（I、J和K）构成的三角形区域的颜色。
9.1.2 CIE色度图
色度图的形状表明，没有一个3个顶点均在可见光翼形区 的三角形可以完全覆盖该区域。因此，可见的红、绿、蓝三 种颜色不能通过加法混合来匹配所有的颜色。
虽然色度图和三刺激值给出了描述颜色的标准精确方法， 但是，它的应用还是比较复杂。在计算机图形学中，通常使 用一些通俗易懂的颜色系统——颜色模型，它们都基于三维 颜色空间。
560
570
黄
580
0.4
490
0.2 480
T S
C
等能量点 紫
590
600
610
620
红
640 780
447600 450 蓝
380nm
0.2
0.4
0.6
0.8
红
x
1
9.1.2 CIE色度图
得到光谱色的互补色，只要从该颜色点过C点作一条直线，求其 与对侧光谱曲线的交点，即可得到补色的波长。D的补色为E。
9.2.1 RGB彩色模型
RGB色系：
品红(255,0,255)
蓝(0,0,255)
青(0,255,255)
白(255,255,255)
红(255,0,0)
黑(0,0,0)
绿(0,255,0)
黄(255,255,0)
9.2.1 RGB彩色模型
彩色视觉是人眼对射入的可见光光谱的强弱 及波长成份的一种感觉。
9.1 彩色视觉
9.1.1 三基色原理
1. 三基色与三基色原理
◆自然界中的绝大多数的颜色都可看作是由红、绿、 蓝三种颜色组合而成；自然界中的绝大多数的颜色都 可以分解成红、绿、蓝这三种颜色。这即是色度学中 的三基色原理。 ◆ 一般就将红、绿、篮这三种颜色称为三基色。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
红色 + 青色 = 白色 绿色 + 品红色 = 白色 蓝色 + 黄色 = 白色
（9.2 a） （9.2 b） （9.2 c）
9.1.1 三基色原理
2. 相加混色
红黄绿 30% 89% 59%
白
品红 100% 青
41%
70%
蓝
11%
绿
黄白 青
红紫 蓝
图9.1 相加混色的三基色及其补色的亮度比例
9.1.1 三基色原理
数字图像处理与分析第9章 彩色与多光谱图像处理
第九章 彩色与多光谱图像处理
9.1 彩色视觉 9.6 彩色图像锐化 9.2 彩色模型 9.7 彩色图像边缘检测 9.3 彩色变换 9.8 彩色图像分割 9.4 彩色图像增强 9.9 多光谱图像处理 9.5 彩色图像平滑 9.10 高光谱图像处理
9.1 彩色视觉
CxX yY zZ
（9.5）
且 x X X Y Z
y Y X Y Z
z Z X Y Z
（9.6-8）
显然有： xyz1
（9.9）
9.1.2 CIE色度图
9.1.2 CIE色度图
1 y绿
图9.3 CIE色度图
520nm
0.8
510
530
540
绿
550
空间能量位置 （波长，以nm为单位
）
0.6 500 Q
9.1.2 CIE色度图
◆纯色（可见光谱中包含的一系列单色光）是全饱和的， 随着白光的加入饱和度会逐渐降低，也即变成欠饱和。
◆色调与饱和度两者合起来称为色度，颜色用亮度和色 度共同表示。
9.1.2 CIE色度图
2、CIE色度图
设X、Y和Z分别表示形成某种特殊颜色时需要的红、绿、 蓝三基色的量值；x、y和z分别表示形成某种特殊颜色C时 红、绿、蓝三基色所占的比例系数(三刺激值），则有：
9.1.1 三基色原理
2. 相加混色
一般把三基色按不同比例相加进行的混色称为相加混色。
红色 + 蓝色 = 品红色
（9.1 a）
红色 + 绿色 = 黄色 所以，一（般9.1把b青）色、
绿色 + 蓝色 = 青色 品红色和（黄9色.1称c）为红、 红色 + 绿色 + 蓝色 = 白绿色、篮三色（的9.补1 色d）。