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第5章彩色图像处理

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第五章 遥感图像处理—图像增强

第五章 遥感图像处理—图像增强
(3) 变换后依然得到6个图像。其中：第一个图像反映亮 度特征，是原图像亮度的加权和；第二个图像表示绿度，反 映绿色生物量特征；第三个图像表示湿度，反映土壤的湿度
特征；其余三个分量与地物特征没有明确的对应关系。
七、多元信息复合
遥感图像信息融合(Fusion)是将多源遥感数据在统一的 地理坐标系中，采用一定的算法生成一组新的信息或合
其中：
k ( g 'max g 'min ) /( gmax gmin ) 255/ 52 4.9
b g 'ij kgij 0 49 49
2、非线性拉伸
（1）指数变换
xb be
（2）对数变换
axa
c
xb b度进行分层，每一层所包含的亮度值范围可以不
同。
图像密度分割原理可以按如下步骤进行：
（1）求图像的极大值dmax和极小值dmin； （2）求图像的密度区间ΔD = dmax-dmin + 1； （3）求分割层的密度差Δd =ΔD／n ，其中 n为需分割的层数；
（4）求各层的密度区间；
（5）定出各密度层灰度值或颜色。
减法运算可以增加不同地物间光谱反射率以及在 两个波段上变化趋势相反时的反差。不同时相同 一波段图像相减时，可以提取波段间的变化信息。
T M 4 影 像
T M 3 影 像
TM4-TM3影像
87 年 影 像
92 年 影 像 变化监测结果影像
（二）加法运算
B= i /m
i=1 m
加法运算可以加宽波段，如绿色波段和红色波 段图像相加可以得到近似全色图像；而绿色波 段，红色波段和红外波段图像相加可以得到全 色红外图像。
-1 -2 -1 0 0 0 1 2 1 1 2 0 -2 1 0 -1

彩色图像的灰度化处理

彩色图像的灰度化处理

第1章绪论1.1数字图像数字图像，又称数码图像或数位图像，是二维图像用有限数字数值像素的表示。

数字图像是由模拟图像数字化得到的、以像素为基本元素的、可以用计算机或数字电路存储和处理的图像。

像素（或像元，Pixel）是数字图像的基本元素，像素是在模拟图像数字化时对连续空间进行离散化得到的。

每个像素具有整数行（高）和列（宽）位置坐标，同时每个像素都具有整数灰度值或颜色值。

通常，像素在计算机中保存为二维整数数阻的光栅图像，这些值经常用压缩格式进行传输和储存。

数字图像可以许多不同的输入设备和技术生成，例如数码相机、扫描仪、坐标测量机、seismographic profiling、airborne radar等等，也可以从任意的非图像数据合成得到，例如数学函数或者三维几何模型，三维几何模型是计算机图形学的一个主要分支。

数字图像处理领域就是研究它们的变换算法。

1.2设计平台本次设计采用的平台是MATLAB 7.0。

MATLAB编程语言被业界称为第四代计算机语言，它允许按照数学推导的习惯编写程序。

MATLAB7.0的工作环境包括当前工作窗口、命令历史记录窗口、命令控制窗口、图形处理窗口、当前路径选择菜单、程序编辑器、变量查看器、模型编辑器、GUI编辑器以及丰富的函数库和MATLAB附带的大量M文件。

MATLAB是由美国Math Works公司生产的一个为科学和工程计算专门设计的交互式大型软件，是一个可以完成各种计算和数据处理的、可视化的、强大的计算工具。

它集图示和精确计算于一身，在应用数学、物理、化工、机电工程、医药、金融和其他需要进行复杂计算的领域得到了广泛应用。

MATLAB作为一种科学计算的高级语言之所以受欢迎，就是因为它有丰富的函数资源和工具箱资源，编程人员可以根据自己的需要选择函数，而无需再去编写大量繁琐的程序代码，从而减轻了编程人员的工作负担，被称为第四代编程语言。

在MATLAB设计环境中，图像处理工具箱提供一套全方位的参照标准算法和图形工具，用于进行图像处理、分析、可视化和算法开发。

第5章图像色调与色彩的调整

第5章图像色调与色彩的调整
中文版Photoshop CS5案例与实训教程》
第5章 图像色调与色彩的调整
机械工业出版社
本章主要内容：
• 调整图像色调 • 调整图像的色彩 • 调整特殊色调
5.1学习任务：调整图像的色调
本节学习任务 理解调整图像色调的意义，掌握“色阶”命令、 “曲线”命令和“亮度/对比度”命令的功能和使 用方法，能够根据图像特点，熟练地调整图像的 色调。
5.2.7 照片滤镜
打开的图像
应用“照片滤镜”效果
5.2.8 阴影/高光
“阴影/高光”命令不是简单地使图像变亮或变暗， 而是根据图像中阴影或高光的像素色调增亮或变暗。 该命令允许分别控制图像 的阴影或高光，非常适合校正强 逆光而形成剪影的照片，也适合 校正由于太接近相机闪光灯而有 些发白的焦点。
5.2.1 色相/饱和度
色相、饱和度和明度是色彩的三要素。“色相” 是色彩的首要外貌特征，除黑白灰以外的颜色都 有色相的属性，是区别各种不同色彩的最准确的 标准。“饱和度”是指色彩的鲜艳度，饱和度高 的色彩较为鲜艳，饱和度低的色彩较为暗淡。 “明度”即色彩的明暗差别，明度最高的是白色， 最低的是黑色。
• 自动：单击该按钮，Photoshop CS5将以0.5％的 比例调整图像的亮度，它把最亮的像素变为白色， 把最暗的像素变为黑色，执行此命令的主要目的 是为了使图像亮度分布更均匀，消除图像中不正 常的亮度。
• 预览：选中该复选框可以在调整的同时观察生成 的效果。
5.1.1 色阶
打开的图像
增加图像的曝光度
适当调整亮度和对比度 的值，直到满意为止。
打开的图像素材
调整后的图像效果
5.2学习任务：图像色彩调整
本节学习任务 理解图像色彩调整的意义，掌握“色相/饱和度” 命令、“去色”命令、“可选颜色”命令、“替 换颜色”命令、“色彩平衡”命令、“通道混合 器”命令、“照片滤镜”命令和“变化”命令的 功能和使用方法，能够根据图像特点，熟练地选 用合适的调整命令调整图像的色彩。

数字图像处理复习提纲

数字图像处理复习提纲
3.数字图像处理的内容不包括（） A．图像数字化 B.图像增强 C.图像分割 D.数字图像存储
4. 图像分辨率的单位dpi表示单位长度（ ）上包含的像素数目。 A．米 B.厘米 C. 寸 D.英寸
5.一幅大小为16*16，灰度级为2的图像，像素点有（）个 A．256 B. 512 C. 1024
第2章 matlab软件 • 熟悉matlab界面：命令窗口、工作间、命令历史窗口、路
素少的灰度级，使灰度直方图均衡分布。
histeq,adapthisteq 2.直方图规定化：将直方图按照参考图像的直 方图进行均衡化
[hgram,x]=imhist(I1);
J=histeq(I,hgram) ; • 图像增强：突出有用的特征，便于分析和处理。
方法：直方图均衡化、图像平滑、图像锐化和伪彩色处理
• hold on/off
• grid on/off • 格式化：title，text, legend, label • 特殊字符：: \pi, \omega, \Theta, ^2
第4章 matlab工具箱 • 浏览工具箱：菜单栏-主页-？-image processing toolbox • 图像类型：RGB图像，索引图像，灰度图像，二值图像 • 各种图像的数据结构 • 图像的数据类型：uint8,uint16,double,im2double • 图像类型转换：rgb2gray; ind2rgb, rgb2ind; ind2gray,
• Fourier, DFT，FFT
• fft2, ifft2 • fftshift的作用 • 傅里叶变换的幅度谱和相位谱 • fft高频和低频滤波，字符识别 • 为什么引入DCT?保持傅里叶变换的功能有减少数据量。 • DCT主要用于图像压缩。

第5章 图像的增强与变换

第5章 图像的增强与变换

第五章图像的增强与变换§5.1 图像增强与变换§5.2 光谱增强§5.3 空间增强§5.4 多源信息的复合§5.1 图像增强与变换图像增强和变换为了突出相关的专题信息，提高图像的视觉效果，使分析者能更容易地识别图像内容，从图像中提取更有用的定量化信息。

按其作用的空间可分两种：光谱增强空间增强§5.2 光谱增强光谱增强对应于每个像元，与像元的空间排列和结构无关。

因此又叫点操作。

1. 彩色合成2. 对比度增强（直方图增强）3. 图像间运算为了充分利用色彩在遥感图像判读和信息提取中的优势，常常利用彩色合成的方法对多光谱图像进行处理，以得到彩色图像。

单波段彩色变换（密度分割）多波段彩色变换（真彩色，假彩色）HLS变换：色调(hue)、明度(lightness)和饱和度(saturation)的色彩模式。

即RGB模式ÆHLS模式。

1. 彩色合成单波段彩色变换(密度分割)（1）求图像的极大值dmax 和极小值d min ；（2）求图像的密度区间ΔD=dmax -d min +1；（3）求分割层的密度差Δd=ΔD／n，其中n为需分割的层数；（4）求各层的密度区间；（5）定出各密度层灰度值或颜色。

1.彩色合成1.彩色合成多波段彩色变换真彩色合成真彩色图像上影像的颜色与地物颜色基本一致。

把红色波段的影像作为合成图像中的红色分量、把绿色波段的影像作为合成图像中的绿色分量、把蓝色波段的影像作为合成图像中的蓝色分量进行合成的结果。

如TM321分别用RGB合成的图像。

假彩色合成假彩色图像是指图像上影像的色调与实际地物色调不一致的图像。

遥感中最常见的假彩色图像是彩色红外合成的标准假彩色图像。

它是在彩色合成时，把近红外波段的影像作为合成图像中的红色分量、把红色波段的影像作为合成图像中的绿色分量、把绿色波段的影像作为合成图像中的蓝色分量进行合成的结果。

如TM432用RGB合成的图像为标准假彩色图像。

Photoshop 图像处理标准教程-第5章 选择与填充颜色

Photoshop 图像处理标准教程-第5章 选择与填充颜色
8
5.1.5 存储颜色
在Photoshop中，用户可以对自定义的颜色进行存储，以方便以后 直接调用。存储颜色包括存储单色和渐变色。在“色板”面板中可以存 储单一的颜色，在渐变编辑器中可以存储渐变颜色。
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5.2 填充与描边
用户在绘制图像前首先需要设置好所需的颜色，当具备这一条 件后，就可以将颜色填充到图像文件中。下面介绍几种常见的填充 方法。
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5.3.3 创建新的渐变预设
在“渐变编辑器”对话框中编辑好渐变颜色后，还可以将其存储在 对话框中，以便今后直接使用。在对话框中编辑好渐变颜色，单击“新 建”按钮，即可将渐变色添加到预设组最底部，如图所示。
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5.4 课堂案例：制作饰品宣传海报
本节将应用本章所学的知识，制作饰品宣传海报，巩固前景色与 背景色的设置、填充图像和图像描边等操作，本例效果如图所示。
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5.5 高手解答
问：Photoshop中吸管工具有什么作用？ 答：使用吸管工具可以吸取图像或面板中的颜色，从而快速 准确地设置所需的前景色或背景色。 问：如何对图像选区进行描边？ 答：选择“编辑”|“描边”命令，打开“描边”对话框，设置 参数后单击“确定”按钮即可描边选区。 问：在Photoshop中可以使用哪几种渐变填充？ 答：在Photoshop中，可以使用线性渐变、径向渐变、角度 渐变、对称渐变和菱形渐变5种渐变填充方式。
模式：用于设置应用渐变时图像的混合模式。 不透明度：可设置渐变时填充颜色的不透明度。 反向：选中此选项后，产生的渐变颜色将与设置的渐变顺序相反。 仿色：选中此选项，在填充渐变颜色时，将增加渐变色的中间色调 ，使渐变效果更加平缓。 透明区域：用于关闭或打开渐变图案的透明度设置。
15
5.3.2 杂色渐变

胡学龙《数字图像处理(第二版)》课后习题解答


2
1．PHOTOSHOP：当今世界上一流的图像设计与制作工具，其优越性能令其产品望尘 莫及。PHOTOSHOP 已成为出版界中图像处理的专业标准。高版本的 P扫描仪、数码相机等图像输入设备采集的图 像。PHOTOSHOP 支持多图层的工作方式，只是 PHOTOSHOP 的最大特色。使用图层功能 可以很方便地编辑和修改图像，使平面设计充满创意。利用 PHOTOSHOP 还可以方便地对 图像进行各种平面处理、绘制简单的几何图形、对文字进行艺术加工、进行图像格式和颜色 模式的转换、改变图像的尺寸和分辨率、制作网页图像等。
1.5 常见的数字图像处理开发工具有哪些？各有什么特点？ 答．目前图像处理系统开发的主流工具为 Visual C++（面向对象可视化集成工具）和 MATLAB 的图像处理工具箱（Image Processing Tool box）。两种开发工具各有所长且有相互 间的软件接口。 Microsoft 公司的 VC++是一种具有高度综合性能的面向对象可视化集成工具，用它开发 出来的 Win 32 程序有着运行速度快、可移植能力强等优点。VC++所提供的 Microsoft 基础 类库 MFC 对大部分与用户设计有关的 Win 32 应用程序接口 API 进行了封装，提高了代码 的可重用性，大大缩短了应用程序开发周期，降低了开发成本。由于图像格式多且复杂，为 了减轻程序员将主要精力放在特定问题的图像处理算法上，VC++ 6.0 提供的动态链接库 ImageLoad.dll 支持 BMP、JPG、TIF 等常用 6 种格式的读写功能。 MATLAB 的图像处理工具箱 MATLAB 是由 MathWorks 公司推出的用于数值计算的有 力工具，是一种第四代计算机语言，它具有相当强大的矩阵运算和操作功能，力求使人们摆 脱繁杂的程序代码。MATLAB 图像处理工具箱提供了丰富的图像处理函数，灵活运用这些 函数可以完成大部分图像处理工作，从而大大节省编写低层算法代码的时间，避免程序设计 中的重复劳动。MATLAB 图像处理工具箱涵盖了在工程实践中经常遇到的图像处理手段和 算法，如图形句柄、图像的表示、图像变换、二维滤波器、图像增强、四叉树分解域边缘检 测、二值图像处理、小波分析、分形几何、图形用户界面等。但是，MATLAB 也存在不足 之处限制了其在图像处理软件中实际应用。首先，强大的功能只能在安装有 MATLAB 系统 的机器上使用图像处理工具箱中的函数或自编的 m 文件来实现。其次，MATLAB 使用行解 释方式执行代码，执行速度很慢。第三，MATLAB 擅长矩阵运算，但对于循环处理和图形 界面的处理不及 C++等语言。为此，通应用程序接口 API 和编译器与其他高级语言（如 C、 C++、Java 等）混合编程将会发挥各种程序设计语言之长协同完成图像处理任务。API 支持 MATLAB 与外部数据与程序的交互。编译器产生独立于 MATLAB 环境的程序，从而使其他 语言的应用程序使用 MATLAB。

HALCON编程及工程应用第5章 HALCON图像预处理图文模板

HALCON编程基础与工程应用
5.2 直方图处理
将统计学中直方图的概念引入到数字图像处 理中，用来表示图像的灰度分布，称为灰度直方图。 在HALCON图像处理中，灰度直方图是一个简单有用的 工具，它可以描述图像的概貌和质量，采用修改直方 图的方法增强图像是一种实用而有效的处理方法。 HALCON编程基础与工程应用
HALCON编程基础与工程应用
仿射变换例程
图像变换处理前 后图（a-所画 region，b-变换 之后）
HALCON编程基础与工程应用
3、投影变换 把物体的三维图像表示转变为二维表示的过程称为投影变换。 hom_vector_to_proj_hom_mat2d( : : Px, Py, Pw, Qx, Qy, Qw, Method : HomMat2D) 作用：用于确定投影变换矩阵HomMat2D
HALCON编程基础与工程应用
5.3 几何变换
图像几何变换又称为图像空间变换，通过平移、转置、镜像、 旋转、缩放等几何变换对采集的图像进行处理，用于改正图像采 集系统的系统误差和仪器位置（成像角度、透视关系乃至镜头自 身原因）的随机误差。
此外，还需要使用灰度插值算法，因为按照这种变换关系进 行计算，输出图像的像素可能被映射到输入图像的非整数坐标上。
HALCON编程基础与工程应用
2、局部统计法 灰度变换与直方图处理方法均是从图像的整体出发，进而 增强图像的对比度。除此之外，还可以从图像的局部着手进行 增强。局部统计法是由Wallis和Jong-Sen Lee提出的用局部均 值和方差进行对比度增强的方法。
HALCON编程基础与工程应用
3、空域平滑法
2、直方图规定化
直方图均衡化能自动增强整个图像的对比度，得到全 局均匀化的直方图。但在实际应用中，有时并不需要考虑图像 的整体均匀分布直方图，而是希望有针对性地增强某个灰度范 围内的图像，这时可以采用比较灵活的直方图规定化。

数字图像处理 第5章 灰度变换与色彩校正

插值后高分辨率图像边缘
图像处理
低分辨 传统方法插值 率图像
边缘检测 边缘以及 特殊处理 附近像素
插值图像
◎区域指导的图像插值算法
输入原始 图像f(x,y)
区域分割
2020/9/23
确定插值 位置
设计插值 公式
输出插值 图像g(x,y)
36
三、灰度变换技术
灰度变换——图像增强手段之一—— 点处理方式
0.03
14
r7=1
180
0.04
解：由变换函数公式得到对应的灰度等级：
s2
s0
s1
T (r
1
2
i0
ni
) CP(rk )
0 i0
ni n
0.17
ni 0.17 0.25 0.42
n
0.17 0.25 0.19 0.61
i0 n
s3
3 i0
ni n
0.17 0.25 0.19 0.18
2020/9/23
5
一、基本概念
1.阶调与色调
①阶调：
描述一种颜色区别与另一种颜色的特征
高光：图像中最亮的部分。灰度等级约在240 左右 中间调：图像中的主要部分。 暗调：图像中最暗的部分。灰度等级约在12 左右
层次：灰度亮化的等级（明暗程度）
注意：对灰度图像，阶调与层次的概念是相同的
阶调与层次的复制状况决定了图像中各种颜
HA(r)
dr
T ' (r) ds dr
0
255
CL
2020/9/23
s T (r)
A0
H A(r)dr
0
CP(r)
13
设：一幅像素总数为n，灰度等级为[0,L]的图像

第5章 数字图像处理及其在交通中的应用



灰度图像（单色图像）：

单色图像(lena)
单色图像的局部放大图







125,153,158,157,127, 70,103,120,129,144,144,150,150,147,150,160,165,160,164,165,167,175,175,166,133, 133,154,158,100,116,120, 97, 74, 54, 74,118,146,148,150,145,157,164,157,158,162,165,171,155,115, 88, 155,163, 95,112,123,101,137,108, 81, 71, 63, 81,137,142,146,152,159,161,159,154,138, 81, 78, 84,114, 167, 69, 85, 59, 65, 43, 85, 34, 69, 78,104,101,117,132,134,149,160,165,158,143,114, 99, 57, 45, 51, 54, 46, 38, 44, 38, 36, 44, 36, 25, 48,115,113,114,124,135,152,168,169,156, 75, 43, 39, 41, 38, 42, 58, 30, 44, 35, 28, 69,144,147, 57, 60, 93,106,119,124,131,144,175,177, 63, 30, 30,124,139, 65, 31, 61, 35, 75, 51, 66, 58,167,177,153, 58, 80, 95,108,120,133,155,182,137, 84, 74, 54, 61,149, 96, 36, 115, 71, 84,105, 86,136,172,175,128,126,114,106,109,115,127,169,187,105,102, 95, 66,135,145, 87, 38, 124,120,106, 93, 95,117,120,131,148,144,113,112,109,115,128,162,193,143,132,124,110,131, 97, 53, 66, 129,123,128,114,108,115,102,121,129,125,113,112,111,111,127,162,192,150,129,117,112,107, 64, 67, 73, 133,139,132,127,128,134,136,144,140,141,113,120,114,115,122,154,188,159,143,131,125,112,105, 95, 88, 136,138,143,145,138,143,143,141,144,129,118,119,115,112,120,152,186,165,150,139,128,117,109,104, 93, 140,146,147,145,150,154,147,149,143,132,127,124,117,112,117,142,184,171,144,139,129,119,114,112,100, 135,143,145,151,150,143,146,142,139,131,131,127,119,115,114,140,190,177,141,135,133,121,120,115,102, 128,137,141,149,150,148,143,141,136,128,120,122,116,109,116,136,182,182,140,135,130,124,116,109,100, 131,132,141,143,148,147,143,140,134,125,116,117,108,109,120,130,171,185,133,132,127,120,117,110, 90, 136,131,139,136,140,141,140,136,132,121,114,117,109,106,112,130,163,192,130,131,127,119,116,110, 81, 126,131,132,132,136,140,134,135,128,117,110,113,111,110,112,129,151,196,155,130,127,120,115,103, 64, 127,132,130,128,134,134,140,132,126,110,102,117,118,114,112,121,152,195,165,123,128,117,115, 96, 36, 123,131,127,129,132,133,134,131,127,112,109,117,114,116,107,116,145,172,136,123,122,116,107, 72, 27, 127,128,129,130,133,135,132,134,130,120,108,110, 48, 79, 76,103,128,165,137,127,118,115,105, 34, 31, 123,124,127,128,132,129,134,131,131,124,114,109,115,117,106,120,151,149,134,126,118,114, 85, 30, 36, 122,122,123,128,132,133,134,133,132,127,128,125,120,138,130,158,162,149,130,123,115,106, 36, 34, 29, 124,124,122,124,129,130,126,134,130,130,124,123,127,164,155,162,163,144,128,128,117, 97, 37, 29, 29, ……………..
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三基色原理
C aC1 bC2 cC3
）
a, b, c 0
C1 、C2 、C3为三原色（又称为三基色）
A 、 b 、 c 为三种原色的权值（即三原色比例或浓度

C为所合成的颜色，可为任意颜色
三基色原理
红色 + 绿色 = 黄色 相 加 混 色 实 例
红色 + 蓝色 = 品红
绿色 + 蓝色 = 青色 红色 + 绿色 + 蓝色 = 白色 白色光Y与三基色关系 NTSC电视制式
YUV模型
Y 0.299R 0.587G 0.114B U 0.14713R 0.28886G 0.436 B V 0.615R 0.51499G 0.10001B
RGB模型
R Y 2.03211U G Y 0.39465U 0.58060V B Y 1.13983V
MATLAB图像处理工具箱使用函数imcomplement实 现RGB空间与CMY空间的相互转换，其常用调用方式如 下： CMY=imcomplement（RGB） 其中RGB可以是二值图像、灰度图像或彩色图像，而 CMY与RGB互余。
例 将RGB图像转换到CMY空间
I = imread('glass.png'); J = imcomplement(I); subplot(121), imshow(I);title ('RGB空间图像') subplot(122), imshow(J);title('CMY空间图像')
YCbCr模型
RGB模型
Y 0.299 R 0.587G 0.114 B Cb 2(1 0.114)( B Y ) C 2(1 0.299)( R Y ) r
R Y 0.7133Cr B Y 0.5643Cb G (Y 0.299 R 0.114 B) / 0.587
MATLAB图像处理工具箱使用rgb2ycbcr函数和 ycbcr2rgb函数实现RGB空间和YCbCr空间之间的转换。 其常用的调用方法如下：
YCBCR=rgb2ycbcr(RGB)
RGB=ycbcr2rgb(YCBCR) 其中RGB和NTSC分别表示RGB空间和NTSC空间的图像值 。
例5-5 RGB空间和YCbCr空间之间的转换。 RGB = imread('board.tif');%读取图像 YCBCR = rgb2ycbcr(RGB);%把RGB空间图像转换到 YCbCr空间 subplot(121); imshow(RGB); title('RGB空间图像 ') %显示RGB空间图像 subplot(122); imshow(YCBCR); title('NTSC空间图 像') %显示YCbCr空间图像
HSI模型
三原色（原图） （b）H分量
（c）S分量
（d）I分量
三原色RGB空间及其在HSI空间的各个分量
HSI模型
RGB模型 HSI模型
1 I ( R G B) 3 3 S 1 [min(R, G , B )] ( R G B) GB H 2 G B [(R G ) ( R B )] / 2 arccos 2 1/ 2 [(R G ) ( R B )(G B )]
第5章 彩色图像处理
• 颜色基础
• 颜色模型 • 颜色处理
5.1 颜色基础
色谱可分为6个宽的区域：紫色、蓝色、绿色、黄色、橘红色和红色
彩色是由物体的反射光的性质决定的： ���白色：反射光如果在所有可见光波长范围内是 平衡的。 ���彩色：仅反射有限的可见光谱。
���人是通过人 眼视网膜上的 600 ‾ 700 万个锥 状细胞来感知 色彩的，其中 65 %对红光敏 感 33 %对绿光敏 感 2%对蓝光敏感
RGB = imread('board.tif');%读取图像 NTSC = rgb2ntsc(RGB);%转换到NTSC空间 RGB2 = ntsc2rgb(NTSC);%转换到RGB彩色空间 subplot(121); imshow(NTSC); title('NTSC空间图像') %显示NTSC空间的图像 subplot(122); imshow(RGB2); title('RGB空间图像') %显示RGB彩色空间的图像
人眼中红、绿、蓝锥体的波长吸收函数
三基色原理
自然界中可见颜色都可以用三种原色按一定比例混
合得到；反之，任意一种颜色都可以分解为三种原色；
作为原色的三种颜色应该互相独立，即其中任何一
种都不能用其他两种混合得到；
三原色之间的比例直接决定混合色调的饱和度；
混合色的亮度等于各原色的亮度之和。
RGB模型
加色混色模型
以RGB三色光互相叠加来实现混色的方法 适合于显示器等发光体的显示
像素深度：表示一个像素的比特数 24位：(28)3=16777216
任何一种颜色在RGB颜色 空间中都可以用三维空间 中的一个点来表示
CMY模型
减色混色模型 减色基：青(Cyan)、品红(Magenta)、黄(Yellow)是加 色基R、G、B的补色 颜色是从白光中减去一定成分得到的 适合于彩色打印，印刷行业等
CMY模型
CMY模型与RGB模型关系
C 1 R M 1 G Y 1 B
青(C)=(红色光+绿色光+蓝色光)-红色光=绿色+蓝色 品红(M)=(红色光+绿色光+蓝色光)- 绿色光=红色+蓝色
黄(Y)=(红色光+绿色光+蓝色光)- 蓝色光=红色+绿色
tmp1=0.5*((r-g)+(r-b)); tmp2=sqrt((r-g).^2+(r-b).*(g-b)); theta=acos(tmp1./(tmp2+eps)); H=theta; H(b>g)=2*pi-H(b>g); H=H/(2*pi); H(S==0)=0; hsi=cat(3,H,S,I) subplot(222),imshow(H); title('H分量') subplot(223),imshow(S); title('S分量') subplot(224),imshow(I); title('I分量')
Y 0.299 R 0.587 G 0.114 B
PAL电视制式
Y 0.222 R 0.707 G 0.071B
5.2 颜色模型
• 彩色模型的作用是在某些标准下以可以接受的方 式简化彩色规范。
• RGB模型：彩色监视器、摄像机 • CMY模型和CMYK模型：彩色打印机 • HSI模型：符合人描述和解释颜色，把图像分成彩色和灰 度信息 • YUV模型和YIQ模型：电视、视频编码
YIQ模型
Y 0.299R 0.587G 0.114B I 0.596R 0.275G 0.321B Q 0.212R 0.523G 0.311B
RGB模型
R Y 0.956I 0.621Q G Y 0.272I 0.647Q B Y 1.107I 1.704Q
5.3 颜色处理
灰度转化为彩色，伪彩色处理
彩色转化为灰度，灰度化处理
彩色图像的灰度化处理
• 最大值法：使R、G、B的值等于3值中最大的一个
R G B max( R, G, B)
• 平均值法：使R、G、B的值求出) 3
• 加权平均值法：根据重要性或其他指标给R、G、B赋予不 同的权值，并使R、G、B的值加权平均
HSI模型
亮度 I 是指光波作用于感受器所发生 的效应，其大小由物体反射系数来决 定，反射系数越大，物体的亮度愈大 ，反之愈小。如果把亮度作为色环的 垂线，那么 H 、 S 、 I 构成一个柱形彩 色空间。灰度阴影沿着轴线自下而上 亮度逐渐增大，由底部的黑渐变成顶 部的白。圆柱顶部的圆周上的颜色具 有最高亮度和最大饱和度。
HSI模型
HSI模型用H、S、I三参数描述颜色特性
H定义颜色的波长，称为色调
S表示颜色的深浅程度，称为饱和度 I表示强度或亮度
HSI颜色模型反映了人的视觉对色彩的感觉
HSI模型
色调 H 由角度表示，它反映了颜色最接 近什么样的光谱波长，即光的不同颜色 。通常假定0°表示的颜色为红色， 120°的为绿色，240°的为蓝色。 从0°到360°的色相覆盖了所有可见光 谱的彩色 饱和度S 表征颜色的深浅程度，饱和度 越高，颜色越深。饱和度参数是色环的 原点（圆心）到彩色点的半径的长度。 在环的边界上的颜色饱和度最高，其饱 和度值为1；在中心的饱和度为0。
YIQ模型
• YIQ是NTSC制式采用的颜色空间。 • NTSC是由EIA（美国电子工业协会）所发起及创办的图像 输出制式，其标准主要应用于日本和北美等地区。 • Y分量代表图像的亮度信息，I、Q两个分量则携带颜色信 息，I分量代表从橙色到青色的颜色变化，而Q分量则代表 从紫色到黄绿色的颜色变化。 • YIQ模型的优点是将灰度信息和颜色信息区分开来。
120 H 240
R=I(1-S) Scos(H-120o ) G=I 1+ o cos(180 -H) B=3I-(G+R)
例
将RGB图像转换到HSI空间
rgb=imread('lena.jpg'); subplot(221),imshow(rgb);title('原始图像') 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;