數(shù)字彩色圖像基礎(chǔ)

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1、1數(shù)字彩色圖像基礎(chǔ)注：本部分內(nèi)容參考了林福宗《多媒體技術(shù)基礎(chǔ)》第四、五、六章《數(shù)字媒體技術(shù)基礎(chǔ)》第二講2上一講內(nèi)容回顧數(shù)字媒體導(dǎo)論數(shù)字媒體的基本概念數(shù)字媒體技術(shù)的原理數(shù)字媒體標準簡介數(shù)字媒體的應(yīng)用3本講內(nèi)容提要視覺系統(tǒng)對顏色的感知圖像的顏色模型圖像的基本屬性圖像的種類數(shù)字圖像的描述圖像文件格式作業(yè)2顏色的特性及度量顏色空間及其轉(zhuǎn)換4視覺系統(tǒng)對顏色的感知人們獲取的信息的70％來自視覺系統(tǒng)顏色是什么從物理學(xué)角度，顏色是視覺系統(tǒng)對可見光的感知結(jié)果感知到的顏色由光波的頻率決定的光波是一種具有一定頻率范圍的電磁輻射，其波長覆蓋的范圍很廣電磁輻射中只有一小部分能夠引起眼睛的興奮而被感覺，

2、其波長在380～780nm的范圍里。眼睛感知到的顏色和波長之間的對應(yīng)關(guān)系如下圖所示5視覺系統(tǒng)對顏色的感知視覺系統(tǒng)對顏色感知的特性眼睛本質(zhì)上是一個照相機人的視網(wǎng)膜（humanretina）通過神經(jīng)元感知外部世界的顏色，每個神經(jīng)元是一個對顏色敏感的錐體（cone）人的視網(wǎng)膜有對紅、綠、藍顏色敏感程度不同的三種錐體細胞紅、綠和藍三種錐體細胞對不同頻率的光的感知程度不同，對不同亮度的感知程度也不同從理論上說，自然界中的任何一種顏色都可以由R，G，B這三種顏色值之和來確定，它們構(gòu)成一個三維的RGB矢量空間（三原色）R，G，B的數(shù)值不同，混合得到的顏色就不同67圖像的顏色模型什么是顏色模

3、型（colormodel）定量的描述顏色的一套規(guī)則和定義人們提出了各種顏色模型。目前常用的顏色模型按用途可分為面向硬件顯示設(shè)備的RGB顏色模型面向彩色圖像打印的CMY顏色模型電視信號傳輸中的YUV顏色模型面向彩色圖像處理的HIS顏色模型面向特定應(yīng)用的自定義顏色模型。。。與顏色空間等價8顯示彩色圖像用RGB相加混色模型-1一個能發(fā)出光波的物體稱為有源物體，它的顏色由該物體發(fā)出的光波決定CRT使用3個電子槍分別產(chǎn)生紅(red)、綠(green)和藍(blue)三種波長的光，如圖所示，并以各種不同的相對強度組合產(chǎn)生不同的顏色RGB相加混色模型組合紅、綠和藍光波來產(chǎn)生特定顏色的方法叫

4、做相加混色法(additivecolormixture)，即RGB相加混色模型相加混色是計算機應(yīng)用中定義顏色的基本方法彩色顯像產(chǎn)生顏色的原理9顯示彩色圖像用RGB相加混色模型-2任何一種顏色都可用三種基本顏色按不同的比例混合得到顏色＝R(紅的百分比)＋G(綠的百分比)＋B(藍的百分比)三種顏色的光強越強，到達我們眼睛的光就越多，它們的比例不同，我們看到的顏色也就不同。沒有光到達眼睛，就是一片漆黑當三基色等量相加時，得到白色；等量的紅綠相加而藍為0時得到黃色；等量的紅藍相加而綠為0時得到品紅色；等量的綠藍相加而紅為0時得到青色。這些三基色相加的結(jié)果如圖所示相加混色三種色彩疊加可

5、形成1670萬種顏色，即真彩色10打印彩色圖像用CMY相減混色模型-1一個不發(fā)光波的物體稱為無源物體，它的顏色由該物體吸收或者反射哪些光波決定用彩色墨水或顏料進行混合，繪制的圖畫是一種無源物體，用這種方法生成的顏色稱為相減色在白光照射下，青色顏料能吸收紅色而反射青色，黃色顏料吸收藍色而反射黃色，品紅顏料吸收綠色而反射品紅。也就是：白色-紅色=青色白色-綠色=品紅白色-藍色=黃色另外，如果把青色和黃色兩種顏料混合，在白光照射下，由于顏料吸收了紅色和藍色，而反射了綠色，對于顏料的混合我們表示如下：顏料(黃色+青色)=白色-紅色-藍色=綠色顏料(品紅+青色)=白色-紅色-綠色=藍色

6、顏料(黃色+品紅)=白色-綠色-藍色=紅色以上的都是相減混色,相減混色就是以吸收三基色比例不同而形成不同的顏色的。所以又把青色、品紅、黃色稱為顏料三基色。顏料三基色的混色在繪畫、印刷中得到廣泛應(yīng)用11打印彩色圖像用CMY相減混色模型-2CMY相減混色模型用三種基本顏色即青色(cyan)、品紅(magenta)和黃色(yellow)的顏料按一定比例混合得到顏色的方法，通常寫成CMY，稱為CMY模型從理論上說，任何一種顏色都可以用青色(cyan)、品紅(magenta)和黃色(yellow)混合得到在相減混色中,當三基色等量相減時得到黑色；……。三基色相減結(jié)果如圖所示按每個像素每

7、種顏色用1位表示，相減法產(chǎn)生的8種顏色如表所示C(青色)M(品紅)Y(黃色)相減色000白001黃010品紅011紅100青101綠110藍111黑相減混色相減色12圖像屬性-1像素深度（depth）圖像中描述每個像素所需的二進制位數(shù)，以bit為單位例如，用R，G，B三個分量表示的彩色圖像，若每個分量用8位表示，那么一個像素共用24位表示，就說像素深度為24位像素深度決定彩色圖像的每個像素可能有的顏色數(shù)，或者確定灰度圖像的每個像素可能有的灰度級數(shù)例如，像素深度為24位時，每個像素可以是224=16777