11 计算机视觉—彩色图像

主要介绍了彩色图像的基本概念、表色系统、彩色图像的处理三个方面的知识,具体包括色彩的分布与描述、几种常用的表色系、彩色图像的常规处理、彩色平衡的基本设计思想及算法步骤、基于彩色信息的图像识别。
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1.成果展示 第十一章 彩色图像 巫义锐 河海大学 计算机与信息学院

2. 典型试题 简述贴标签算法步骤

3.贴标签: 算法 步骤 初始化:设标签号为 L=0 , 已贴标签数 N=0 ,标签矩阵 g 为全 0 阵。 检查相邻像素的状态: 如果扫描过的像素均为 0 ,则 L=L+1 , g ( i , j )=L, N=N+1 ; 如果扫描过的像素标签号相同,则 g ( i , j )=L ; 如果扫描过的像素标签号不相同,例如 L 2 > L 1 , 则 g ( i , j )=L 1 , N=N-1 ,修改所有为 L 2 的像素值,使之为 L 1 将全部的像素进行步骤 2 的处理,直到所有的像素全部处理完成 判断最终的 L 是否满足 L=N , 如果是,则贴标签处理完成; 如果不是,则表明已贴标签存在不连号情况 , 将进行一次编码整理,消除不连续编号的情况。

4. 本章提纲 彩色图像的基本概念 表色系统  彩色图像的处理

5.彩色图像的基本概念:色彩 人眼对于彩色的观察和处理是一种生理和心理现象,其机理还没有完全搞清楚,因而对于彩色的许多结论都是建立在实验基础之上的 。 光学原理解释的色彩的形成

6.400nm 700nm 紫外光 红外光 可见光区 546.1nm 435.8nm 780nm 彩色图像的基本概念:色彩的分布 可见光区的波长在 400nm ~ 700nm ,人类视觉系统对红、绿、蓝三个光波段敏感 对这三个光谱带的光能量进行采样,就可以得到一幅彩色图像

7.彩色图像的基本概念:色彩的分布 红 蓝 绿 青 黄 紫 白 色彩的构成

8.彩色图像的基本概念:色彩的描述 各种不同的颜色模型之间可以通过数学方法互相 转换 色彩的描述:通过建立色彩模型来实现的,不同的色彩模型对应于不同的处理目的。 CIE (国际照明委员会)在进行大量的色彩测试实验的基础上,提出了一系列的 颜色模型 用于对色彩进行描述。

9.彩色图像的基本概念:色彩的描述 各种不同的颜色模型之间可以通过数学方法互相 转换 色彩的描述:通过建立色彩模型来实现的,不同的色彩模型对应于不同的处理目的。 CIE (国际照明委员会)在进行大量的色彩测试实验的基础上,提出了一系列的 颜色模型 用于对色彩进行描述。

10.几种常用的表色系 RGB 表色系 HSI 表色系 CMYK 表色系 YUV 表色系 YCbCr 表色系

11.RGB 色系: 基本概念 CIE 规定了以 700nm ( 红 ) 、 546.1nm ( 绿 ) 、 435.8nm ( 蓝 ) 三个色光为三基色 。自然界 的所有颜色都可以过选用这三基色按不同比例混合而成。 R:200 G:50 B:120 黄 (255,255,0) 黑 (0,0,0) 绿 (0,255,0) 青 (0,255,255) 蓝 (0,0,255) 品红 (255,0,255) 白 (255,255,255) 红 (255,0,0)

12.RGB 色系 :应用场合 目前 包括计算机显示器、彩色电视机在内的绝大部分 图形显示器 中。 如果 采用其他色系进行了处理,最终一定要转换到 RGB 色系,才能正常显示结果。

13.HSI 色系: 问题的提出 RGB 色系虽然是目前各类显示器使用的色系,但颜色的构成与 人对颜色的理解方式 不同,所以在进行处理与调整时,比较不容易获得准确的参数 。 HSI 彩色系统格式的设计反映了人类观察彩色的方式。 如:红色又分为浅红和深红色等等。

14.HSI 色系: 亮度分量 I I 表示 光照强度 或称为 亮度 ,它确定了像素的整体亮度,而不管其颜色是什么。 I: 小 大

15.HSI 色系 :亮度 I 效果示意图

16.HSI 色系: 色度分量 H H 表示 色度,由角度 表示,反映 了该颜色最 接近的 光谱波长。 0 o 为红色, 120 o 为绿色, 240 o 为 蓝色

17.HSI 色系: 色度 H 效果示意图 H=0 º H=60 º H=120 º H=180 º H=240 º H=300 º

18. S 表示 饱和度,饱和度参数是色环的原点到彩色点的 半径长度 。 在 环的外围圆周是纯的或称饱和的颜色,其饱和度值为 1 。在中心是中性(灰)色,即饱和度为 0 。 HSI 色系 :饱和度分量 S S

19.HSI 色系:饱和度 S 效果示意图 S=0 S=1 S=1/4 S=1/2

20.HSI 色系: 颜色描述 黑 白 I S 在这个圆柱体上,红色的点 顺(逆) 时针旋转会变成什么样? 上下 移动呢?向 圆心 方向移动呢?

21.红点的顺(逆)时针转动

22.红点的上下移动

23.红点向圆心方向移动

24.HSI 色系与 RGB 色系的相互转换 1. RGB 到 HSI 的转换 亮度: 色相: 饱和度: 其中

25.HSI 色系与 RGB 色系的相互转换 2. HSI 到 RGB 的转换

26.HSI 色系 与 RGB 色系的相互转换

27.HSI 色系与 RGB 色系的相互转换 注意: 300~360 之间为非可见光谱色,没有 定义

28.CMYK 色系:基本概念 CMYK 色系是 一种减色系统 ,从 白光中滤出三种原色之后获得的颜色作为其表色系的 三原色。 K 为黑色,为了印刷时对黑色可用黑色墨来印刷。 CMYK 表色系常用于印刷行业。 C :青色,从白色中滤去红色。 M :品红,从白色中滤去绿色。 Y : 黄色 ,从白色中滤去蓝色。

29.CMYK 色系与 RGB 色系的转换 RGB 色系转换到 CMYK 色系 其中, W 表示白色 。