多媒体技术教程第4章彩色数字图像基础林福宗清华大学计算机科学与技术系linfz@mail.tsinghua.edu.cn2008年9月第4章彩色数字图像基础目录4.1视觉系统对颜色的感知4.5伽马(γ)校正4.2图像的颜色模型4.5.1γ的概念4.2.1显示彩色图像用RGB相加混γ校正色模型4.5.24.2.2打印彩色图像用CMY相减混4.6图像文件格式色模型4.3图像的三个基本属性4.6.1BMP文件格式4.3.1图像分辨率4.6.2GIF文件格式4.3.2像素深度与阿尔法(α)通道4.6.3PNG格式4.3.3真彩色、伪彩色与直接色4.4图像的种类参考文献和站点4.4.1矢量图与位图4.4.2灰度图与彩色图2011年1月17日第4章彩色数字图像基础2/334.1视觉系统对颜色的感知颜色是什么视觉系统对可见光的感知结果可见光是波长在380～780nm之间的电磁波，我们看到的大多数光不是一种波长的光，而是由许多不同波长的光组合成的，因此有多种颜色的感觉颜色只存在于眼睛和大脑人的视网膜有对红、绿、蓝颜色敏感程度不同的三种锥体细胞杆状体细胞在光功率极低的条件下才起作用在计算机图像处理中，三种锥体细胞扮演重要角色，杆状细胞则未扮演什么角色2011年1月17日第4章彩色数字图像基础3/334.1视觉系统对颜色的感知(续)视觉系统对颜色感知的特性眼睛本质上是一个照相机人的视网膜(humanretina)通过神经元感知外部世界的颜色，每个神经元是一个对颜色敏感的锥体(cone)红、绿和蓝三种锥体细胞对不同频率的光的感知程度不同，对不同亮度的感知程度也不同这就意味着，人们可以使用数字图像处理技术来降低表示图像的数据量而不使人感到图像质量有明显下降。从理论上说，自然界中的任何一种颜色都可以由R，G，B这三种颜色值之和来确定，它们构成一个三维的RGB矢量空间这就是说，R，G，B的数值不同，混合得到的颜色就不同，也就是光波的波长不同2011年1月17日第4章彩色数字图像基础4/334.2图像的颜色模型显示彩色图像用RGB相加混色模型一个能发出光波的物体称为有源物体，它的颜色由该物体发出的光波决定CRT使用3个电子枪分别产生红(red)、绿(green)和蓝(blue)三种波长的光，如图所示，并以各种不同的相对强度组合4-1产生不同的颜色RGB相加混色模型组合红、绿和蓝光波来产生特定颜色的方法叫做相加混色法，即相加混色模型(additivecolormixture)RGB相加混色是计算机应用中定义颜色的基本方法任何一种颜色都可用三种基本颜色按不同的比例混合得到颜色＝R(红的百分比)＋G(绿的百分比)＋B(蓝的百分比)2011年1月17日第4章彩色数字图像基础5/334.2图像的颜色模型(续1)三种颜色的光强越强，到达我们眼睛的光就越多，它们的比例不同，我们看到的颜色也就不同。没有光到达眼睛，就是一片漆黑当三基色等量相加时，得到白色；等量的红绿相加而蓝为0时得到黄色；等量的红蓝相加而绿为时得到品红色；等量的绿0蓝相加而红为0时得到青色。这些三基色相加的结果如图4-2所示图4-1彩色显像产生颜色的原理图4-2相加混色2011年1月17日第4章彩色数字图像基础6/334.2图像的颜色模型(续2)彩色图像一幅彩色图像可以看成是由许多的点组成的，如图4-3所示图像中的单个点称为像素(pixel)，每个像素都有一个值，称为像素值，它表示特定颜色的强度一个像素值通常用R，G，B三个分量表示。如果每个像素的每个颜色分量和表示，即每种颜色的强度是“1”“0”100%或0%，每个像素显示的颜色是8种颜色之一，见表4-1表4-1相加色RGB颜色000黑001蓝010绿011青100红101品红110黄图4-3一幅图像由许多像素组成111白2011年1月17日第4章彩色数字图像基础7/334.2图像的颜色模型(续3)打印彩色图像用CMY相减混色模型一个不发光波的物体称为无源物体，它的颜色由该物体吸收或者反射哪些光波决定用用彩色墨水或颜料进行混合，绘制的图画是一种无源物体，用这种方法生成的颜色称为相减色CMY相减混色模型用三种基本颜色即青色(cyan)、品红(magenta)和黄色的颜料按一定比例混合得到颜色的方法，通常写(yellow)成CMY，称为CMY模型从理论上说，任何一种