多媒體技術(shù)之彩色數(shù)字圖像基礎(chǔ)

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1、多媒體技術(shù)基礎(chǔ)FundamentalsofMultimedia第5章彩色數(shù)字圖像基礎(chǔ)(I)Chapter5FundamentalsofDigitalColorImage(I)INFO130130分析以下的基本現(xiàn)象：為什么計算R、G、B三個分量就可以使人有顏色的視覺感覺？2基本概念顏色是外來的光刺激作用于人的視覺器官而產(chǎn)生的主觀感覺，影響的因素有：物體本身光源周圍環(huán)境觀察者的視覺系統(tǒng)3光光的本質(zhì)：電磁波可見光：780nm～380nm波長大于780納米的電磁波是紅外線，微波和廣播無線電波。波長小于380納米的

2、電磁波是紫外線，X－射線和宇宙射線。4可見光可見光的光譜顏色波長頻率紅色約625—740納米約480—405兆赫橙色約590—625納米約510—480兆赫黃色約565—570納米約530—510兆赫綠色約500—565納米約600—530兆赫青色約485—500納米約620—600兆赫藍色約440—485納米約680—620兆赫紫色約380—440納米約790—680兆赫5顏色感知顏色是視覺系統(tǒng)對可見光的感知結(jié)果物體由于內(nèi)部物質(zhì)的不同，受光線照射后，一部分光線被吸收，其余的被反射或投射出來，成為我們所見

3、的物體的顏色。所以，顏色既與光有密切關(guān)系，也與被光照射的物體，以及與觀察者均有關(guān)。6感知顏色的原理光的存在（光源色）物體的表面特性（物體色）人眼的視覺功能7眼睛眼睛本質(zhì)上是一個照相機。人的視網(wǎng)膜(humanretina)通過神經(jīng)元來感知外部世界的顏色，每個神經(jīng)元或者是一個對顏色敏感的錐體(cone)，或者是一個對顏色不敏感的桿狀體(rod)。視網(wǎng)膜有對紅、綠、藍顏色敏感程度不同的三種錐體細胞8顏色感知紅(L-cone)、綠(M-cone)和藍(S-cone)三種錐體細胞對不同頻率、不同亮度的光感知程度不同

4、，人們可以使用數(shù)字圖像處理技術(shù)來降低數(shù)據(jù)率而不感到圖像質(zhì)量明顯下降。各個波長的光的強度相等9顏色感知的三要素色調(diào)（Hue）表示光的顏色，決定于光的波長飽和度（Saturation）也稱為純度或彩度，指彩色的深淺或鮮艷程度，通常指彩色中白光含量的多少亮度（Luminance）表示某種顏色在人眼視覺上引起的明暗程度，與光的強度有關(guān)。飽和度/亮度與光幅度有關(guān)人眼看到的任一彩色光都是這三個特性的綜合效果10色調(diào)（Hue）色調(diào)反映顏色的類別，如紅色、綠色、藍色等。色調(diào)大致對應光譜分布中的主波長。11飽和度（Satu

5、ration）飽和度是指彩色光所呈現(xiàn)顏色的深淺或純潔程度。對于同一色調(diào)的彩色光，其飽和度越高，顏色就越深，或越純；而飽和度越小，顏色就越淺，或純度越低。高飽和度的彩色光可因摻入白光而降低純度或變淺，變成低飽和度的色光。100%飽和度的色光就代表完全沒有混入白光的純色光。飽和度增加12亮度（luminance）亮度是光作用于人眼時引起的明亮程度的感覺。一般來說，彩色光能量大則顯得亮，反之則暗。13Windows調(diào)色板14顏色模型是用來精確標定和生成各種顏色的一套規(guī)則和定義。15不同模型有源物體：能發(fā)光的物體

6、，顏色由該物體發(fā)出的光波決定，無源物體：不發(fā)光的物體，顏色由該物體吸收或者反射的光波決定16顏色空間顏色空間某種顏色模型所標定的所有顏色就構(gòu)成了一個顏色空間。顏色空間是用一種數(shù)學方法形象化表示顏色。通俗一點講，就是各種色彩的集合，色彩的種類越多，顏色空間越大，能夠表現(xiàn)的色彩范圍即色域越廣。17顏色空間分類從顏色感知的角度來分類，顏色空間可考慮分成如下三類：混合(mixture)型顏色空間RGBCMYCMYKXYZ非線性亮度/色度(luma/chroma)型顏色空間YUVYIQ強度/飽和度/色調(diào)(inten

7、sity/saturation/hue)型顏色空間HSVHSL18混合(mixture)型顏色空間按三種基色的比例合成顏色?；侵富楠毩⒌膯紊我换疾荒苡善渌麅煞N基色混合產(chǎn)生。實現(xiàn)證明選擇紅色、綠色和藍色這三種相互獨立的基色，按照不同比例組合，可以配出的大部分與自然界色彩相符的顏色，能引起人眼各種不同的彩色感。19RGB絕大部分可見光譜都可用紅、綠和藍(RGB)三原色光按不同比例和強度的混合來表示。20顏色＝R×(紅色比例)＋G×(綠色比例)＋B×(藍色比例)當三基色等量相加時，得到白色等量的紅

8、綠相加而藍為0值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。21RGB加色22LenaRGBImageRedChannelGreenChannelBlueChannel23加色模型陰極射線管CRT(cathoderaytube)是一個有源物體，使用3個電子槍分別產(chǎn)生紅、綠和藍三種波長的光，并以各種不同的相對強度綜合起來產(chǎn)生相加混色，稱為RGB相加模型24CRT25減色模型彩色印刷或彩色打印的紙