第2章 数字图像处理基础 ppt课件.ppt

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1、第2章数字图像处理基础2.1色度学基础2.2人眼的视觉特性2.3图像的数字化2.4图像的代数运算2.5灰度直方图2.6图像文件格式及类型掌握色度学基础知识理解人眼的视觉特性掌握图像的数字化过程了解图像的代数运算理解灰度直方图的概念及其应用了解图像文件的格式及类型本章学习目标：2.1色度学基础彩色是光的一种属性，没有光就没有彩色。在光的照射下，人们通过眼睛感觉到各种物体的彩色，这些彩色是人眼特性和物体客观特性的综合效果。在太阳光的照射下，人们可以看到五彩缤纷的大自然景物。图像是由人的视觉系统接受物体透射或者反射的光学信息，然后在大脑中形成的印象和认识，是客观存在的多维物体在人脑中的“

2、成像”。因此要研究图像处理就得先从色度学以及人眼的视觉特性两方面开始。光和色由光学理论知道，光是一种以电磁波形式存在的物质，它的波长范围大约在380～780nm（1nm＝10-9m）之间。由于这段电磁波的辐射能为人眼看得见，所以称为可见光，习惯上简称为光。人眼对不同波长的光引起不同的颜色感觉，例如，波长为400nm左右和波长为700nm左右的光，给人以紫和红的感觉。在可见光的范围内，按波长的依次递减，相应颜色排列为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色，把这些色光混合在一起就得到白光。2.1.1三基色原理电磁波谱把一束光（太阳光）斜射到玻璃棱镜上，通过棱镜折射后，可将其分解为波长由长到

3、短排列的红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七色彩带，如下图所示。这种现象也表明了白光不是单色光，而是由七色光合成的。太阳光的分解光和色本质上是一回事，色是光的一种形式，色既是客观物质，又是人眼对客观物质的视觉反映，色觉是视觉的一种特性。亮度、色调和色饱和度称为彩色三要素。任何一种彩色对人眼引起的视觉作用，都可以用彩色三要素来描述。1)亮度:亮度是指人眼所感觉的彩色的明暗程度，亮度取决于光线的强弱。另外，亮度与波长的长短有关，强度相同但波长不同的光给人眼的亮度感觉也是不同的，生活中观察15W的绿色灯泡发出的光比15W的红色灯泡亮，15W的红色灯泡比15W的蓝色灯泡亮，就是这个道理。彩色三要素

4、：光强度是指光波作用于感受器所发生的效应，其大小是由物体反射系数来决定，反射系数越大，物体的光强度愈大，反之愈小。2)色调:色调是指彩色的颜色类别，如红、橙、黄、绿、青、蓝、紫分别表示不同的色调。色调取决于彩色的光谱成分，不同波长的光具有不同的色调。彩色三要素色度是由物体反射光线中占优势的波长来决定，不同的波长产生不同的颜色感觉，如红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等。它是彩色最为重要的属性，是决定颜色本质的基本特性。3)色饱和度:色饱和度是指彩色的深浅程度。同一色调的彩色，其色饱和度越高，颜色越深。色饱和度与彩色中所掺入的白光比例有关，掺入的白光越多，色光越浅，色饱和度越低。色饱和度用百

5、分数表示，如某色光中若掺入一半的白光，则色饱和度为50%，未掺入白光的纯色光，其色饱和度为100%。白光的色饱和度为0。彩色三要素色调和色饱和度统称为色度。彩色电视系统不仅像黑白电视系统那样能够传送景物的亮度信息，还要传送景物的色度信息。三基色原理和混色法三基色原理：实验证明，将红、绿、蓝三种色光投射到一个白色的屏幕上，调节三种色光的不同比例，几乎可以混合出自然界所有的彩色。用来混色的三种单色光称为基色。用三基色可以混合成其他彩色的原理称三基色原理。在电视技术中，以红（R）、绿（G）、蓝(B)为三基色，红光的波长取700nm，绿光的波长取546.1nm，蓝光的波长取435.8nm。

6、三基色原理：三基色原理的主要内容有：1)自然界的所有彩色几乎都可用三种基色按一定的比例混合而成；反之，任何彩色也可分解为比例不同的三种基色；2)三种基色必须是相互独立的，即任一基色不能由另外两种基色混合而成；3)用三基色混合成的彩色，其色调和色饱和度皆由三基色的比例决定；4)混合色的亮度等于参与混色的基色的亮度的总和。混色法：彩色电视重现景物的彩色，通常是靠彩色显像管荧光屏上的三种荧光粉在电子束轰击下发出各自的基色光而完成的，即它们分别发出红、绿、蓝三种基色光，并混合成彩色图像，这三种基色称为显像三基色。利用三基色按不同的比例混合来获得彩色的方法称为混色法。彩色显像管之所以能够显示

7、出各种各样的丰富多彩的彩色是利用了三基色的混色原理。彩色显像管中的荧光粉粒本身是发光体，它的混色规律是遵从相加混色法，即以彩色光的互相叠加来实现混色产生另一种新的彩色光。相加混色法的混色规律可用下图表示：相加混色以等量的红、绿、蓝三基色光进行相加混色效果如下：红色十绿色=黄色；绿色十蓝色=青色；蓝色十红色=紫色；红色十绿色十蓝色=白色。三种基色是相互独立的，任何一种基色都不能有其它两种颜色合成。根据人眼的三基色吸收特性，人眼所感受到的颜色其实是三种基色按照不同比例的组