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第十章 彩色感知

第十章 彩色感知. 1. 多光谱 (multi-spectral image) 2. 三色原理. Young-Helmholtz （ 1891 ）三色学说 Wald （ 1964 ）对人类色彩视觉的研究结果：三种锥体细胞的光谱吸收的峰值分别在红、绿和蓝波段。. 三种感受器的光谱敏感示意图 [Wald,1964]. 这三种颜色被称为人类视觉的三基色 实践证明，光谱上的大多数颜色都可以用红 (Red) 、绿 (Green) 、蓝 (Blue) 三种单色加权混合产生，基于 RGB 三基色的颜色表示称为 RGB 颜色模型．. 3. 颜色模型. RGB 模型.

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第十章 彩色感知

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Presentation Transcript

  1. 第十章 彩色感知 1. 多光谱(multi-spectral image) 2. 三色原理 • Young-Helmholtz（1891）三色学说 • Wald （1964）对人类色彩视觉的研究结果：三种锥体细胞的光谱吸收的峰值分别在红、绿和蓝波段。

  2. 三种感受器的光谱敏感示意图[Wald,1964] • 这三种颜色被称为人类视觉的三基色 • 实践证明，光谱上的大多数颜色都可以用红(Red)、绿(Green)、蓝(Blue)三种单色加权混合产生，基于RGB三基色的颜色表示称为RGB颜色模型．

  3. 3. 颜色模型 • RGB 模型 标准白光的RGB光通量按以下比例混合而成： 任何一种具有一定亮度的彩色光的光通量为： 举例：

  4. 归一化RGB * 光的色度只取决于RGB之间的比例关系．如果不考虑光的亮度，只对色度感兴趣，则只要知道相对值即可。 * 基于RGB三基色模型可以导出CMY颜色模型，XYZ颜色模型，YIQ颜色模型，HSV颜色模型，HLS颜色模型等，以适应不同应用的需求。

  5. 黑 白 Cyan 青, Magenta品红, Yellow黄。 • CMY颜色模型 RGB颜色模型用于磷粉屏幕的颜色生成，是一个由黑到白的过程，称为增色处理．CMY颜色模型用来描述绘图和打印彩色输出的颜色，这类彩色的形成是在白纸介质上生成的，是一个由白到黑过程，称为减色过程．

  6. CIE-XYZ颜色模型 1931年国际照明委员会CIE规定了一种新的颜色表示系统，定义为CIE-XYZ颜色模型： * XYZ表色系统须满足如下三个条件： 1.三色比例系数皆大于零； 2.Y的数值正好是彩色光的亮度； 3.当X=Y=Z时仍然表示标准白光． * RGB颜色模型与XYZ颜色模型的关系式：

  7. 归一化XYZ模型 色度图 互补色

  8. NTSC-YIQ彩色模式 美国国家电视系统委员会（National Television System Committee，NTSC）采用YIQ彩色模型，主要优点是保证彩色电视和黑白电视的兼容。 YIQ彩色模型的Y与 XYZ 中的Y参数相同，是图像的亮度信息,对应于黑白图像(黑白电视只接收Y信号)． 人眼对颜色的相对视见度不同，一般选择的基色量为 YIQ与RGB间的转换关系为

  9. 各种模型在x-y色度图中的位置

  10. 4. 颜色的视觉处理 • 颜色的三个基本属性 *亮度( brightness):是指刺激感受器的强度,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. *色调(hue):由反射光线中占优势的波长来决定的，不同波长产生不同颜色感觉，如红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等． *色饱和度(saturation):是指一个颜色的鲜明程度，饱和度越高，颜色越深，如深红，深绿．在物体反射光的组成中，白光越少,其色饱和度越大． 人眼能识别128不同的色调和 130种不同的色泽（色饱和度级）．根据不同的色调，还可以识别若干种明暗，比如对于黄色，可以分辨出23种明暗级，对于蓝色，则可分辨出16种明暗级．人眼可以识辨出大约266240种不同的颜色 .

  11. 用RGB识别物体? 把物体的颜色用RGB表示，不利于机器视觉算法的实现． 识别不同颜色物体的简单方法是设定色调阈值，问题是: * 这些色调阈值在RGB空间位于何处？ * 在RGB空间中，如何将对应于不同色彩物体的色彩区域分离，分离曲面的形状是什么？ * 将色调阈值转换为RGB表示的公式是什么？ 这些问题在RGB空间中是很难回答的．需要建立HSV模型.

  12. HSV彩色表示 将图像的RGB表示转换为HSV彩色表示. HSV颜色三角形

  13. 色调的余弦值: 或 色饱和度: 或

  14. 作业: 计算机练习题：10.1, 10.2

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