数字图像处理彩色图像学习教案

1、数字图像处理彩色图像数字图像处理彩色图像第一页，共90页。第1页/共90页第二页，共90页。v人眼对于彩色的观察和处理是一种人眼对于彩色的观察和处理是一种 生理生理 和和 心理心理 现象，其机理还没有完全搞清楚，因而对于彩色的现象，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许多结论都是建立(jinl)(jinl)在实验基础之上的。在实验基础之上的。第2页/共90页第三页，共90页。彩色图像的基本概念 色彩(sci)的形成 光学光学(gungxu)原理解释的色彩原理解释的色彩的形成的形成第3页/共90页第四页，共90页。400nm700nm紫外紫外光光红外光红外光可见光区可见光区54

2、6.1nm435.8nm780nm彩色图像的基本概念 色彩(sci)的分布第4页/共90页第五页，共90页。光光的的吸吸收收率率 蓝紫色蓝紫色 紫蓝色紫蓝色400 450 500 550 600 650 700nm 蓝色蓝色 蓝绿色蓝绿色 绿色绿色 黄绿色黄绿色 黄色黄色 橙色橙色 红橙色红橙色 红色红色蓝蓝绿绿红红彩色图像的基本概念 色彩(sci)的分布第5页/共90页第六页，共90页。红红蓝蓝绿绿青黄黄紫紫白白第6页/共90页第七页，共90页。v 颜色颜色(yns)(yns)的描述是通过建立色彩模型来实的描述是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。现的，不同的色彩模

3、型对应于不同的处理目的。v CIECIE（国际照明委员会）在进行大量的色彩测（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试实验的基础上提出了一系列的颜色(yns)(yns)模型用于对色彩进行描述。模型用于对色彩进行描述。各种不同的颜色模型之间可以各种不同的颜色模型之间可以(ky)(ky)通过数学方法互相转换。通过数学方法互相转换。 第7页/共90页第八页，共90页。l XYZ XYZ三刺激值是利用这些标准三刺激值是利用这些标准(biozhn) (biozhn) 观察观察者配色函数计算得来的。者配色函数计算得来的。 如图所示，如图所示，x,yx,y表示人类表示人类的可见的

4、可见 颜色范围。颜色范围。vXYZXYZ三刺激值的概念是以色视觉的三元三刺激值的概念是以色视觉的三元(sn yun)(sn yun)理论为根据。理论为根据。v19311931年年CIECIE制定了一种假想的标准观察者，配色函数设为制定了一种假想的标准观察者，配色函数设为: :第8页/共90页第九页，共90页。L: L: 明亮度明亮度a: a: 从绿色到红色从绿色到红色(hngs)(hngs)b: b: 从蓝色到黄色从蓝色到黄色v LabLab颜色空间是在颜色空间是在19761976年制定的等色空间，以克服在年制定的等色空间，以克服在x x，y y色度图上相等的距离并不相当于我们色度图上相等的距

5、离并不相当于我们(w men)(w men)所觉察到的相等色差的问题。所觉察到的相等色差的问题。Lab Lab 的概念图的概念图第9页/共90页第十页，共90页。n 在比较在比较(bjio)(bjio)色差时，设色差时，设A A为基准色，为基准色，B B为试料色，为试料色，AA为与为与B B相同亮度的基准色，相同亮度的基准色，EabEab为色为色差程度，差程度，EabEab大小决定了色差大小决定了色差程度的大小，具体见表。程度的大小，具体见表。 色差程度的鉴定色差程度的鉴定E*ab 微量微量 0 0.5 轻微轻微 0.5 1.5能感觉到能感觉到 1.5 3.0 明显明显 3.0 6.0 很大很

6、大 6.0 12.0截然不同截然不同 12.0以上以上第10页/共90页第十一页，共90页。第11页/共90页第十二页，共90页。第12页/共90页第十三页，共90页。第13页/共90页第十四页，共90页。第14页/共90页第十五页，共90页。R:200 G:50B:120黄黄(255,255,0)(255,255,0)黑黑(0,0,0)(0,0,0)绿绿(0,255,0)(0,255,0)青青(0,255,255)(0,255,255)蓝蓝(0,0,255)(0,0,255)品红品红(255,0,255)(255,0,255)白白(255,255,255)(255,255,255)红红(25

7、5,0,0)(255,0,0)RGB色系 颜色(yns)构成第15页/共90页第十六页，共90页。第16页/共90页第十七页，共90页。第17页/共90页第十八页，共90页。第18页/共90页第十九页，共90页。I: 小小 大大第19页/共90页第二十页，共90页。HSI色系 亮度(lingd)(I)效果示意图第20页/共90页第二十一页，共90页。第21页/共90页第二十二页，共90页。H=0H=60H=120H=180H=240H=300第22页/共90页第二十三页，共90页。S第23页/共90页第二十四页，共90页。S=0S=1S=1/4S=1/2第24页/共90页第二十五页，共90页。

8、黑白IS思考问题：在这个圆柱体上，红色的点顺（逆）时针旋转会思考问题：在这个圆柱体上，红色的点顺（逆）时针旋转会变成什么样？上下移动变成什么样？上下移动(ydng)呢？向圆心方向移动呢？向圆心方向移动(ydng)呢？呢？第25页/共90页第二十六页，共90页。第26页/共90页第二十七页，共90页。第27页/共90页第二十八页，共90页。第28页/共90页第二十九页，共90页。注意：注意：300360300360之间为非可见光谱色，没有之间为非可见光谱色，没有(mi yu)(mi yu)定义。定义。第29页/共90页第三十页，共90页。 C：青色，从白色中滤去红色。 M：品红，从白色中滤去绿色

9、(l s)。 Y: 黄色，从白色中滤去蓝色。第30页/共90页第三十一页，共90页。第31页/共90页第三十二页，共90页。其中其中(qzhng)(qzhng)，WW表示白色。表示白色。第32页/共90页第三十三页，共90页。其中，其中，WW表示表示(biosh)(biosh)白色。白色。第33页/共90页第三十四页，共90页。n电视信号在发射电视信号在发射(fsh)(fsh)时，转换成时，转换成YUVYUV形式；接形式；接收时再还原成收时再还原成RGBRGB三基色信号，由显像管显示。三基色信号，由显像管显示。第34页/共90页第三十五页，共90页。Y,U,VYYY,0,0彩色电视信号黑白电视

10、信号黑白电视机彩色电视机第35页/共90页第三十六页，共90页。思考一个问题：思考一个问题： 当彩色的视频信号当彩色的视频信号(xnho)(xnho)传输传输给黑白电视给黑白电视 机时，既然是三取一，可机时，既然是三取一，可否直接选择否直接选择R R或或GG或或B B信号信号(xnho)(xnho)来来作为其输入？作为其输入？第36页/共90页第三十七页，共90页。第37页/共90页第三十八页，共90页。特点：这两个色系的转换特点：这两个色系的转换(zhunhun)非非常简单，所以可满足转换常简单，所以可满足转换(zhunhun)的的快速性要求。快速性要求。第38页/共90页第三十九页，共90

11、页。第39页/共90页第四十页，共90页。第40页/共90页第四十一页，共90页。第41页/共90页第四十二页，共90页。)299.01(21rk)114.01(21bk第42页/共90页第四十三页，共90页。第43页/共90页第四十四页，共90页。第44页/共90页第四十五页，共90页。第45页/共90页第四十六页，共90页。第46页/共90页第四十七页，共90页。第47页/共90页第四十八页，共90页。（红色的可能(knng)点）（绿色的可能(knng)点）（蓝色的可能(knng)点）第48页/共90页第四十九页，共90页。第49页/共90页第五十页，共90页。),(111bgr理想值应该

12、为理想值应该为)0 , 0*,(r),(222bgr理想值应该为理想值应该为)0*, 0(g),(333bgr理想值应该为理想值应该为*), 0 , 0(b第50页/共90页第五十一页，共90页。第51页/共90页第五十二页，共90页。补偿补偿(bchng)(bchng)后的后的图像为图像为则：则：第52页/共90页第五十三页，共90页。先忽略先忽略(hl)b(hl)b，最后再将结果图标，最后再将结果图标准化，有准化，有第53页/共90页第五十四页，共90页。第54页/共90页第五十五页，共90页。第55页/共90页第五十六页，共90页。第56页/共90页第五十七页，共90页。第57页/共90

13、页第五十八页，共90页。第58页/共90页第五十九页，共90页。第59页/共90页第六十页，共90页。第60页/共90页第六十一页，共90页。第61页/共90页第六十二页，共90页。第62页/共90页第六十三页，共90页。得到的图像就是得到的图像就是(jish)彩色平衡后的图彩色平衡后的图像。像。第63页/共90页第六十四页，共90页。对灰度图像(t xin)：灰度跳变的视觉反映是边界的存在。对彩色图像(t xin)：颜色跳变的视觉反映是边界的存在。第64页/共90页第六十五页，共90页。第65页/共90页第六十六页，共90页。110084的NNF第66页/共90页第六十七页，共90页。164

14、的NNF第67页/共90页第六十八页，共90页。两种算法的效果两种算法的效果(xiogu)比较比较第68页/共90页第六十九页，共90页。第69页/共90页第七十页，共90页。基于基于YCrCbYCrCb压缩图压缩图基于基于YUVYUV压缩图压缩图原图原图第70页/共90页第七十一页，共90页。第71页/共90页第七十二页，共90页。第72页/共90页第七十三页，共90页。第73页/共90页第七十四页，共90页。原图R分量肾小球的提取补偿图R分量肾小球的提取第74页/共90页第七十五页，共90页。肾组织切片图像肾组织切片图像第75页/共90页第七十六页，共90页。原图B分量补偿图B分量提取的细胞核提取的细胞核第76页/共90页第七十七页，共90页。第77页/共90页第七十八页，共90页。第78页/共90页第七十九页，共90页。第79页/共90页第八十页，共90页。第80页/共90页第八十一页，共90页。第81页/共90页