多媒体技术应用 普通高等教育“十一五”国家级规划教材 教学课件 龚声蓉 王林 刘纯平 陆建德2 第3章 视觉信息处理.pdf

第3章 视觉信息处理 本章重点: 颜色空间的表示与转换 数字图像处理技术 视频处理技术 动画技术 图象与视频文件的读取与显示 第3章 视觉信息处理 3.1 概述 3.2 图形处理技术 3.3 图像技术 3.4 视频处理 3.5 计算机动画技术 3.6 图像与视频文件解析 3.7 本章小结 3.1 概述  3.1.1 颜色的基本概念  3.1.2 颜色空间表示与转换 3.1.1 颜色的基本概念  颜色是人的视觉系统对可见光的感知结果。物 体由于构成和内部结构的不同，受光线照射后， 一部分光线被吸收，其余的被反射或投射出来。 由于物体的表面具有不同的吸收光线与反射光 的能力，反射光不同，眼睛就会看到不同的颜 色。  颜色通常使用光的波长来定义，用波长定义的 颜色叫做光谱色。 3.1.1 颜色的基本概念 国际照明委员会(CIE) 定义了颜色的特性：色调 （hue）、饱和度（saturation ）和明度 （brightness）。  色调用于区别颜色的种类。色调是视觉系统对一个 区域所呈现颜色的感觉。如红、橙、黄、绿、青、 蓝、靛、紫等 。  饱和度是颜色的纯洁性，用来区别颜色的程度。当 一种颜色渗入其他光成分愈多时，颜色愈不饱和。  明度是视觉系统对可见物体辐射或者发光多少的感 知属性。 3.1.1 颜色的基本概念  亮度是用反映视觉特性的光谱敏感函数加权之 后得到的辐射功率，用单位面积上反射或者发 射的光的强度表示。由于明度很难度量，通常 可以用亮度来度量。 3.1.2 颜色空间表示与转换  颜色常用颜色空间来表示。颜色空间是用一种数学方 法形象化表示颜色，人们用它来指定和产生颜色。  颜色空间中的颜色通常用代表3个参数的3维坐标来描 述，其颜色要取决于所使用的坐标。在显示技术和印 刷技术中，颜色空间经常被称为颜色模型。颜色空间 侧重于颜色的表示，而颜色模型侧重于颜色的生成。  在一个典型的多媒体计算机系统中，常常涉及到用几 种不同的颜色空间表示图形和图像的颜色，以对应于 不同的场合和应用，各种颜色空间可以方便地进行转 换。 1．RGB颜色空间  计算机颜色显示器显示颜色的原理与彩色电视机一样， 都是采用红（R）、绿（G ）、蓝（B）相加混色的原 理，通过发射出3种不同强度的电子束，使屏幕内侧覆 盖的红、绿、蓝荧光材料发光而产生颜色的。这种颜 色的表示方法称为RGB颜色空间表示 。  在RGB颜色空间，任意色光F都可以用R、G、B3色不 同分量的相加混合而成 ，即 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (3-1) F r [R ]  g [G ]  b [ B ] 2．HSI颜色空间  HSI （Hue，Saturation and Intensity）模 型中， H表示色调，S表示饱和度， I表示亮 度，它反映了人的视觉系统观察颜色的方式。 通常把色调和饱和度通称为色度，用来表示颜 色的类别与深浅程度。  由于人的视觉对亮度的敏感程度远强于对颜色 浓淡的敏感程度，为了便于颜色处理和识别， 人的视觉系统经常采用HSI颜色空间，它比 RGB颜色空间更符合人的视觉特性。 2．HSI颜色空间  在图像处理和计算机视觉中大量算法都可在 HSI颜色空间中方便地使用，它们可以分开处 理而且是相互独立的。  在HSI颜色空间可以大大简化图像分析和处理 的工作量。 2．HSI颜色空间 RGB颜色空间可与HSI空间相互转换，HSI颜色空 间与RGB颜色空间的转换关系如下： 2   R G B F G  B   R G B I (3-2)