圖像處理和分析技術(shù)2023/2/71ZYJ-TH-EE-IE第10章彩色圖像處理和分析技術(shù)

10.1 視覺(jué)基礎(chǔ)

10.2 顏色視覺(jué)和色度圖

10.3 顏色模型

10.4 偽彩色圖像增強(qiáng)

10.5 真彩色圖像增強(qiáng)

10.6 彩色圖像分割

10.7 基于顏色的圖像檢索2023/2/72ZYJ-TH-EE-IE10.1視覺(jué)基礎(chǔ)

視覺(jué)過(guò)程 (1)光學(xué)過(guò)程 (2)化學(xué)過(guò)程 (3)神經(jīng)處理過(guò)程

2023/2/73ZYJ-TH-EE-IE10.2顏色視覺(jué)和色度圖

三基色

根據(jù)人眼結(jié)構(gòu)，所有顏色都可看作是3個(gè)基本顏色——紅（R），綠（G）和藍(lán)（B）——的不同組合。R：700nm，G：546.1nm，B：435.8nm顏色可分為無(wú)彩色和有彩色兩大類無(wú)彩色指白色、黑色和各種深淺程度不同的灰色彩色則指除去上述黑白系列以外的各種顏色2023/2/75ZYJ-TH-EE-IE10.2顏色視覺(jué)和色度圖

三基色

人們區(qū)分顏色常用3種基本特性量：亮度、色調(diào)和飽和度

亮度與物體的反射率成正比，如果無(wú)彩色就只有亮度1個(gè)自由度的變化。 色調(diào)是與混合光譜中主要光波長(zhǎng)相聯(lián)系的 飽和度與一定色調(diào)的純度有關(guān)，純光譜色是完全飽和的，隨著白光的加入飽和度逐漸減少2023/2/76ZYJ-TH-EE-IE10.2顏色視覺(jué)和色度圖

色度圖

橫軸對(duì)應(yīng)紅色的色系數(shù)r，縱軸對(duì)應(yīng)綠色的色系數(shù)g，藍(lán)色的色系數(shù)可由式(10.2.2)求得，它在與紙面垂直的方向上

2023/2/77ZYJ-TH-EE-IE10.3顏色模型

RGB模型

可表示在笛卡爾坐標(biāo)系統(tǒng)中3個(gè)軸分別為R，G，B。原點(diǎn)對(duì)應(yīng)黑色，離原點(diǎn)最遠(yuǎn)的頂點(diǎn)對(duì)應(yīng)白色

2023/2/79ZYJ-TH-EE-IE10.3顏色模型

HSI模型2023/2/710ZYJ-TH-EE-IE10.3顏色模型

HSI模型

對(duì)其中的任1個(gè)色點(diǎn)P，其H的值對(duì)應(yīng)指向該點(diǎn)的矢量與R軸的夾角。這個(gè)點(diǎn)的S與指向該點(diǎn)的矢量長(zhǎng)成正比，越長(zhǎng)越飽和。I的值是沿1根通過(guò)三角形中心并垂直于三角形平面的直線來(lái)測(cè)量的。從紙面出來(lái)越多越白，進(jìn)入紙面越多越黑 該模型有兩個(gè)特點(diǎn)：其一，I分量與圖像的彩色信息無(wú)關(guān)；其二，H和S分量與人感受顏色的方式緊密相連2023/2/711ZYJ-TH-EE-IE10.3顏色模型

從HSI轉(zhuǎn)換到RGB 設(shè)S，I的值在[0,1]之間，R，G，B的值也在[0,1]之間

根據(jù)對(duì)稱性分三段當(dāng)H在[0°,120°]之間

2023/2/713ZYJ-TH-EE-IE10.4偽彩色圖像增強(qiáng)偽彩色增強(qiáng)方法通過(guò)對(duì)原來(lái)灰度圖像中不同灰度值的區(qū)域賦予不同的顏色以更明顯地區(qū)分它們

亮度切割

用1個(gè)平行于圖像坐標(biāo)平面的平面去切割圖像亮度函數(shù)，從而把亮度函數(shù)分成2個(gè)灰度值區(qū)間

2023/2/714ZYJ-TH-EE-IE10.4偽彩色圖像增強(qiáng)

從灰度到彩色的變換2023/2/715ZYJ-TH-EE-IE10.5真彩色圖像增強(qiáng) 對(duì)真彩色圖像的處理策略可分為兩種： 一種是將一幅彩色圖像看作三幅分量圖像的組合體，在處理過(guò)程中先對(duì)每幅圖像（按照對(duì)灰度圖像處理的方法）單獨(dú)處理，再將處理結(jié)果合成為彩色圖像 另一種是將一幅彩色圖像中的每個(gè)像素看作具有三個(gè)屬性值，即屬性現(xiàn)在為一個(gè)矢量，需利用對(duì)矢量的表達(dá)方法進(jìn)行處理

2023/2/717ZYJ-TH-EE-IE10.5真彩色圖像增強(qiáng)

單分量真彩色增強(qiáng)

將RGB圖轉(zhuǎn)化為HSI圖，可以對(duì)各分量分別使用對(duì)灰度圖的增強(qiáng)方法?；静襟E為：

(1)將原始彩色圖的R，G，B分量圖轉(zhuǎn)化為H，S，I分量圖

(2)利用對(duì)灰度圖增強(qiáng)的方法增強(qiáng)其中的某個(gè)分量圖

(3)再將結(jié)果轉(zhuǎn)換為R，G，B分量圖以用彩色顯示器顯示2023/2/718ZYJ-TH-EE-IE10.5真彩色圖像增強(qiáng)

全彩色增強(qiáng)

(1)彩色切割增強(qiáng)先計(jì)算各分量的平均值然后確定各個(gè)彩色分量的分布寬度dR，dG，dB最后確定對(duì)應(yīng)區(qū)域W的彩色空間中的彩色包圍矩形

2023/2/719ZYJ-TH-EE-IE10.6彩色圖像分割

分割所用的彩色空間

紅綠藍(lán)（RGB）空間：最常見

CMY空間：與RGB空間互補(bǔ)

I1，I2，I3空間：三個(gè)正交彩色特征

HSI空間：比較接近人眼的視覺(jué)生理特性

2023/2/721ZYJ-TH-EE-IE10.6彩色圖像分割

分割策略

(1)

利用S來(lái)區(qū)分高飽和區(qū)和低飽和區(qū)

(2)

利用H對(duì)高飽和區(qū)進(jìn)行分割

(3)

利用I對(duì)低飽和區(qū)進(jìn)行分割

2023/2/722ZYJ-TH-EE-IE10.7基于顏色的圖像檢索

檢索原理快速地搜索到需要的圖像

借助一些視覺(jué)特征來(lái)進(jìn)行

2023/2/723ZYJ-TH-EE-IE10.7基于顏色的圖像檢索

顏色匹配算法

(1)直方圖相交法 (2)直方圖匹配法2023/2/725ZYJ-TH-EE-IE10.7基于顏色的圖像檢索

顏色匹配算法

(3)直方圖距離法 (4)直方圖中心矩法2