多媒体应用技术5-图像知识

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1、本节内容本节内容v彩色空间表示及其转换彩色空间表示及其转换v 颜色的基本概念颜色的基本概念v 色彩的三要素色彩的三要素v 三基色三基色v 色彩模型色彩模型v图形图像处理基础图形图像处理基础 v 数字图像的种类数字图像的种类v 位图图像的重要参数位图图像的重要参数v 图像的获取和处理图像的获取和处理v图像文件格式图像文件格式v色彩是通过光被感知的，实际上就是色彩是通过光被感知的，实际上就是视觉视觉系统对可见光的感知结果系统对可见光的感知结果。眼睛感知到的。眼睛感知到的颜色和光波长之间的对应关系如图所示。颜色和光波长之间的对应关系如图所示。 0.005nm 0.01nm 5nm 350nm 750

2、nm 0.4nm 10kmY射线射线X射线射线紫外线紫外线可见光可见光红外线红外线无线电波无线电波波长波长电磁波谱电磁波谱黄黄绿绿350 400 500 600 700波长波长（nm）紫紫紫蓝紫蓝 蓝蓝蓝蓝 绿绿绿黄绿黄橙橙橙红橙红红红可见光谱可见光谱紫外线、红外线、可见光统称紫外线、红外线、可见光统称光谱中不能再分解的光光谱中不能再分解的光由单色光混合而成的光由单色光混合而成的光4.1.2 白色、浅灰、灰色、深灰、黑色白色、浅灰、灰色、深灰、黑色黑白系列以外的各种颜色黑白系列以外的各种颜色色调是指物体反射的光线中以色调是指物体反射的光线中以哪种波哪种波长占优势长占优势来决定的，色调是颜色的重

3、要的特征。来决定的，色调是颜色的重要的特征。v 例如：一幅图片虽然用了多种颜色，但总体有一种倾向，例如：一幅图片虽然用了多种颜色，但总体有一种倾向，是偏蓝或偏红。这种是偏蓝或偏红。这种颜色上的倾向颜色上的倾向就是色调。就是色调。4.1.2 是用来描述是用来描述光作用于人眼光作用于人眼所引起所引起的的视觉明亮程度的感觉视觉明亮程度的感觉，它与被观察物体的发光强度有关，它与被观察物体的发光强度有关。亮度反映了辐射的强度或辐射的功率。亮度越大则其颜。亮度反映了辐射的强度或辐射的功率。亮度越大则其颜色越接近于白色，亮度越小则其颜色越接近于黑色。色越接近于白色，亮度越小则其颜色越接近于黑色。 是指彩色光

4、所呈现颜是指彩色光所呈现颜色的深浅或纯洁程度，通常是按色的深浅或纯洁程度，通常是按各种颜色混入各种颜色混入白色光的比例白色光的比例来表示的。对于同一色调的彩色来表示的。对于同一色调的彩色光，加入白色光越少，其饱和度越高，颜色纯光，加入白色光越少，其饱和度越高，颜色纯度越高；加入白色光越多，饱和度越小，颜色度越高；加入白色光越多，饱和度越小，颜色就越浅，或纯度越低。就越浅，或纯度越低。v例：绿光例：绿光+白光白光-浅绿色浅绿色v色调没变，饱和度降低色调没变，饱和度降低颜色饱和度下降颜色饱和度下降 4.1.3 三基色三基色1. 基色基色v常见光都可由常见光都可由红、绿、蓝红、绿、蓝三色混合而成，而

5、三色混合而成，而其本身不能由其他颜色合成，所以选择其本身不能由其他颜色合成，所以选择红色红色、绿色和蓝色为、绿色和蓝色为三基色。三基色。v三基色原理是根据人眼对彩色视觉的特性，三基色原理是根据人眼对彩色视觉的特性，在色彩复制过程中，并不要求回复原来景物在色彩复制过程中，并不要求回复原来景物光的光谱成分，而重要的是应获得与原景物光的光谱成分，而重要的是应获得与原景物相同的色彩感觉。相同的色彩感觉。 v相加混色法：相加混色法：v颜色颜色=R的百分数的百分数+G的百分数的百分数+B的百分数的百分数 黄黄青青品红品红红红绿绿白白蓝蓝v相减混色法相减混色法在彩色印刷、彩色胶片中在彩色印刷、彩色胶片中采用

6、采用v黄黄(Yellow)、品红、品红(Magenta)、青、青(Cyan)称称为减色法三基色。为减色法三基色。v用等量的用等量的CMY得到的颜色不是真正的黑色得到的颜色不是真正的黑色所以印刷和打印时加上一种真正的黑色，所以印刷和打印时加上一种真正的黑色，相减混色也称为相减混色也称为CMYK。v在印刷业中，在印刷业中，CMYK即是代表青、洋红、即是代表青、洋红、黄、黑四种印刷专用的油墨颜色，通过控黄、黑四种印刷专用的油墨颜色，通过控制青、洋红、黄、黑四色油墨在纸张上的制青、洋红、黄、黑四色油墨在纸张上的相叠印刷来产生色彩的，它的颜色种数少相叠印刷来产生色彩的，它的颜色种数少于于RGB色。色。C

7、MYK也是也是Photoshop软件中四软件中四个通道的颜色。个通道的颜色。2. 互补色：互补色：在光学上，任何两种色光相加后在光学上，任何两种色光相加后如能产生白光，这两种色光就互称补色光如能产生白光，这两种色光就互称补色光(互补色互补色)。v黄与蓝互为补色，青与红互为补色，品红黄与蓝互为补色，青与红互为补色，品红与绿互为补色。与绿互为补色。加色法混合和减色法混合差别：加色法混合和减色法混合差别：v加色法是用三个基色相合再现色彩。加色法是用三个基色相合再现色彩。v减色法是用三个补色的透明色素相叠成颜减色法是用三个补色的透明色素相叠成颜色混合时，减去相应的原色再现色彩。色混合时，减去相应的原色

8、再现色彩。 4.1.4 色彩模型色彩模型v 用来精确标定和生成各种颜色的一套规则和定义。用来精确标定和生成各种颜色的一套规则和定义。v 通常用三维模型表示通常用三维模型表示1. RGB色彩模型色彩模型v 通过这三个色彩分量的不同比例，相加混和成需要的任意通过这三个色彩分量的不同比例，相加混和成需要的任意颜色。颜色。v Fr R + g G + b B v 其中：其中：r、g、b为三色系数，为三色系数，rR+gG+bB为为F色光的三色光的三色分量。色分量。 2. YUV和和YIQ色彩模型色彩模型v在彩色电视制式中，图像通过色差模式来描述，这里在彩色电视制式中，图像通过色差模式来描述，这里Y表示亮

9、度信号，表示亮度信号，UV或或IQ表示色差信号。表示色差信号。好处：好处：v亮度信号亮度信号Y和色差信号和色差信号U、V是相互独立的，是相互独立的，Y信号分信号分量可以构成黑白灰度图，解决了彩色电视机和黑白电量可以构成黑白灰度图，解决了彩色电视机和黑白电视机的兼容问题。视机的兼容问题。v彩色电视用亮度信号传送细节，用色差信号进行大面彩色电视用亮度信号传送细节，用色差信号进行大面积涂色，可以减小信号带宽，降低存储所需空间。积涂色，可以减小信号带宽，降低存储所需空间。 YVU模型和模型和RGB彩色空间模型的对应关系可彩色空间模型的对应关系可用近似的方程式表示：用近似的方程式表示：vY=0.299R

10、+0.587G+0.114BvU=-0.147R-0.289G+0.436BvV=0.615R-0.515G-0.100B或者用矩阵形式表示：或者用矩阵形式表示：BGRVUY100. 0515. 0615. 0436. 0289. 0147. 0114. 0587. 0299. 0YIQ模型和模型和RGB彩色空间模型的对应关系可彩色空间模型的对应关系可用下面近似的方程式表示：用下面近似的方程式表示：vY=0.299R+0.587G+0.114BvI=0.596R-0.275G-0.321BvQ=0.212R-0.523G+0.311B或者用矩阵形式表示：或者用矩阵形式表示： BGRQIY311

11、. 0523. 0212. 0321. 0275. 0596. 0114. 0587. 0299. 03. HSI色彩模型色彩模型vHSI色彩模型是指直接使用颜色三要素色调色彩模型是指直接使用颜色三要素色调、饱和度和亮度来描述色彩。、饱和度和亮度来描述色彩。H用来表示颜用来表示颜色的频率或波长，色的频率或波长，S用来表示纯色中掺入白用来表示纯色中掺入白光的程度，光的程度，I用来表示颜色的明暗程度。用来表示颜色的明暗程度。v用色调、饱和度和亮度描述彩色光更符合用色调、饱和度和亮度描述彩色光更符合人的视觉特性。人的视觉特性。 vHSI色彩模型和色彩模型和RGB色彩模型之间的转换关系色彩模型之间的转