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1、第5章 彩色圖像處理顏色基礎(chǔ)顏色模型顏色處理5.1顏色基礎(chǔ)色譜可分為6個寬的區(qū)域：紫色、藍色、綠色、黃色、橘紅色和紅色彩色是由物體的反射光的性質(zhì)決定的：?白色：反射光如果在所有可見光波長范圍內(nèi)是平衡的。?彩色：僅反射有限的可見光譜。人眼中紅、綠、藍錐體的波長吸收函數(shù)?人是通過人眼視網(wǎng)膜上的600￣700萬個錐狀細胞來感知色彩的，其中?65%對紅光敏感?33%對綠光敏感?2%對藍光敏感三基色原理?自然界中可見顏色都可以用三種原色按一定比例混合得到；反之，任意一種顏色都可以分解為三種原色；?作為原色的三種顏色
2、應(yīng)該互相獨立，即其中任何一種都不能用其他兩種混合得到；?三原色之間的比例直接決定混合色調(diào)的飽和度；?混合色的亮度等于各原色的亮度之和。三基色原理?C1、C2、C3為三原色（又稱為三基色）?A、b、c為三種原色的權(quán)值（即三原色比例或濃度）?C為所合成的顏色，可為任意顏色三基色原理紅色+綠色=黃色紅色+藍色=品紅綠色+藍色=青色紅色+綠色+藍色=白色PAL電視制式NTSC電視制式白色光Y與三基色關(guān)系相加混色實例5.2顏色模型彩色模型的作用是在某些標準下以可以接受的方式簡化彩色規(guī)范。RGB模型：彩色監(jiān)視器、攝像
3、機CMY模型和CMYK模型：彩色打印機HSI模型：符合人描述和解釋顏色，把圖像分成彩色和灰度信息YUV模型和YIQ模型：電視、視頻編碼加色混色模型以RGB三色光互相疊加來實現(xiàn)混色的方法適合于顯示器等發(fā)光體的顯示RGB模型任何一種顏色在RGB顏色空間中都可以用三維空間中的一個點來表示像素深度：表示一個像素的比特數(shù)24位：(28)3=16777216CMY模型減色混色模型減色基：青(Cyan)、品紅(Magenta)、黃(Yellow)是加色基R、G、B的補色顏色是從白光中減去一定成分得到的適合于彩色打印，印
4、刷行業(yè)等CMY模型青(C)=(紅色光+綠色光+藍色光)-紅色光=綠色+藍色品紅(M)=(紅色光+綠色光+藍色光)-綠色光=紅色+藍色黃(Y)=(紅色光+綠色光+藍色光)-藍色光=紅色+綠色CMY模型與RGB模型關(guān)系CMY模型RGB空間的彩色圖像CMY空間的彩色圖像RGB與CMY空間的轉(zhuǎn)換印刷時CMY模型不可能產(chǎn)生真正的黑色，因此在印刷業(yè)中實際上使用的是CMYK彩色模型，K為第四種顏色，表示黑色.從CMY到CMYK的轉(zhuǎn)換公式CMY模型MATLAB圖像處理工具箱使用函數(shù)imcomplement實現(xiàn)RGB空間與
5、CMY空間的相互轉(zhuǎn)換，其常用調(diào)用方式如下：CMY=imcomplement（RGB）其中RGB可以是二值圖像、灰度圖像或彩色圖像，而CMY與RGB互余。例將RGB圖像轉(zhuǎn)換到CMY空間I=imread('glass.png');J=imcomplement(I);subplot(121),imshow(I);title('RGB空間圖像')subplot(122),imshow(J);title('CMY空間圖像')HSI模型HSI模型用H、S、I三參數(shù)描述顏色特性?H定義顏色的波長，稱為色調(diào)?S表示顏色的
6、深淺程度，稱為飽和度?I表示強度或亮度HSI顏色模型反映了人的視覺對色彩的感覺HSI模型色調(diào)H由角度表示，它反映了顏色最接近什么樣的光譜波長，即光的不同顏色。通常假定0°表示的顏色為紅色，120°的為綠色，240°的為藍色。從0°到360°的色相覆蓋了所有可見光譜的彩色飽和度S表征顏色的深淺程度，飽和度越高，顏色越深。飽和度參數(shù)是色環(huán)的原點（圓心）到彩色點的半徑的長度。在環(huán)的邊界上的顏色飽和度最高，其飽和度值為1；在中心的飽和度為0。HSI模型亮度I是指光波作用于感受器所發(fā)生的效應(yīng)，其大小由物體反射系數(shù)來
7、決定，反射系數(shù)越大，物體的亮度愈大，反之愈小。如果把亮度作為色環(huán)的垂線，那么H、S、I構(gòu)成一個柱形彩色空間。灰度陰影沿著軸線自下而上亮度逐漸增大，由底部的黑漸變成頂部的白。圓柱頂部的圓周上的顏色具有最高亮度和最大飽和度。HSI模型三原色（原圖）（b）H分量（c）S分量（d）I分量三原色RGB空間及其在HSI空間的各個分量HSI模型RGB模型HSI模型HSI模型RGB模型例將RGB圖像轉(zhuǎn)換到HSI空間rgb=imread('lena.jpg');subplot(221),imshow(rgb);title(
8、'原始圖像')rgb1=im2double(rgb);r=rgb1(:,:,1);g=rgb1(:,:,2);b=rgb1(:,:,3);I=(r+g+b)/3;tmp1=min(min(r,g),b);tmp2=r+g+b;tmp2(tmp2==0)=eps;S=1-3.*tmp1./tmp2;tmp1=0.5*((r-g)+(r-b));tmp2=sqrt((r-g).^2+(r-b).*(g-b));theta=acos
