RGB、HSI、CMYK、伪彩色、其它表色系
★为了科学地定量描述和使用颜色,人们提出了各种颜色模型。目前常用的颜色模型按用途可分为两类,一类面向诸如视频监视器、 彩色摄像机或打印机之类的硬件设备。另一类面向以彩色处理为目的的应用,如动画中的彩色图形。面向硬件设备的最常用彩色模型是 RGB模型,而面向彩色处理的最 常用模型是HSI模型。另外,在印刷工业上和电视信号传输中,经常使用 CMYK和YUV色彩系统。
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杨赫姆霍尔兹视觉三基色假说:
视网膜锥体细胞感红、感绿、感蓝色素
RGB分别取值0-1或0-255
★HSI模型是Munseu提出的, 它反映了人的视觉系统观察彩色的方式,在艺术上经常使用HS I模型。HS I模型中,H表示色调(Hue),S表示饱和度(Saturation), I 表示亮度(Intensity,对应成像亮度和图像灰度)。这个模型的建立基于两个重要的事实:
① I 分量与图像的彩色信息无关;
② H和S分量与人感受颜色的方式是紧密相联的。
这些特点使得HSI模型非常适合借助人的视觉系统来感知彩色特性的图像处理算法。
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1)RGB 转换到 HSI
对任何3个 [0, 1]范围内的 值,其对应HSI模型中的 分量的计算公式为:
2)HSI 转换到 RGB
假设 的值在[0,1]之间, 的值也在[0,1]之间,则 转换为 的公式为(分成3段以利用对称性)
① 当H在[0° ,120°]之间 ((2)、(3)公式略)
★CMYK表色系统也是一种常用的表示颜色的方式。计算机屏幕显示通常用 RGB表色系统,它是通过相加来产生其他颜色, 这种做法通常称为加色合成法(Additive Color Synthesis)。而在印刷工业上则通常用CMYK表色系统,它是通过颜色相减来产生其他颜色的,所以称这种方式为减色合成法 (Subtractive Color Synthesis)。
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CMYK模式的原色为青色(Cyan)、品红色(Magenta)、黄色(Yellow)和 黑色(Black)。在处理图像时,一般不用CMYK模式, 主要是因为这种模式的文件大, 占用的磁盘空间和内存大。这种模式一般在印刷时使用。
★定义:通过颜色映射表描述色彩,实际上是RGB颜色模型的变体。
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彩色电视信号传输时,将 改组成亮度信号和色度信号。 制式将 三色信号改组成 信号, 其中 信号表示 亮度, 信号是色差信号。
与 之间的对应关系如下:
★图像的像素—— 邻域、连通性、距离
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4-邻域定义:像素 的4-邻域是 , 用 表示p的4-邻域。
8-邻域定义:像素 的8-邻域是4-邻域的点加上对角上的点 ,用 表示p的8-邻域。
连通性是描述区域和边界的重要概念
两个像素连通的两个必要条件是:
4-连通的定义:
对于具有值V的像素p和q, 如果q在集合 中,则称这两个像素是 4-连通的。
8-连通的定义:
对于具有值V的像素p和q, 如果q在集合 中则称这两个像素是8- 连通的。
像素临近的定义:
图像子图临近的定义:
如果两个图像子集S1和S2中的某些像素是临近的,则称S1和S2是临近的。
路径的定义:
一条从具有坐标 的像素 ,到具有坐标 的像素 的路径,是具有坐标 的不同像素的序列,其中 临近于 是路径的长度;我们可以用定义临近的方法定义 -路径 -路径和 -路径。
像素在图像子集中连通的定义:
如果像素 和 是图像子集 中的元素,如果存在一条完全由 中的像素 组成的从 到 的路径,则称 和 在 中是连通的。
图像子集连通元素的定义:
对于 中的任意像素 , 中连接到 的所有像素的集合被称为 的连通元素。
像素之间距离函数的定义:
对于像素 和 分别具有坐标 , 是距离函数或称度量;
当
两点之间距离大于等于0
距离与方向无关
两点之间直线距离最短
距离(欧几里得距离)
和 之间的欧几里得距离定义为:
对于这个距离计算法,具有与 距离小于某个值 得那些像素是包含在以 为圆心、以 为半径得圆环中的那些点。
距离(城市距离)
和 之间的 距离的定义为:
具有与 距离小于等于某个值 的那些像素形成一个菱形。
例如,与点 (中心点) 距离小于等于 的像素,形成下列常数距离的轮廓。
具有 的像素是 的 领域。
距离(棋盘距离)
和 之间的 距离的定义为:
具有 的像素是 的 领域