第6章彩色图像处理 只有经过几年的准备之后，年轻的艺术家才应接触颜色，不是用颜 色描述，而是作为人的情感表达的手段。 —亨利·马蒂斯 作为一种训练形式，很长时间我限制自己面对一种颜色 —巴布罗·毕加索 引言 在图像处理中，彩色的运用受两个主要因素的推动。第一，彩色是一个强有力的描绘子，它常 常可简化从场景中提取和识别目标：第二，人可以辨别几千种彩色色调和亮度，但相比之下只能辨别 几十种灰度色调。第二个因素在人工图像分析中特别重要。 彩色图像处理可分为两个主要领域：全彩色处理和伪彩色处理。在第一类中，通常要求图像用 全彩色传感器获取，如彩色电视摄像机或彩色扫描仪。在第二类中，问题是对一种特定的单色灰度或 灰度范围赋予一种颜色。到目前为止，多数数字彩色图像处理是在伪彩色层面完成的。然而，在过去 的十年里，彩色传感器和用于处理彩色图像的硬件在合理的价格上变得更容易接受，导致现在的全彩 色图像处理技术的应用日益广泛，包括出版、可视化和互联网应用。 在后续的讨论中，我们会看到前面几章介绍的一些灰度方法可直接用于彩色图像。其他方法则 要求将灰度方法重新表达为与本章推导的彩色空间的性质保持一致。本书讨论的这些技术远未穷尽」 仅是用于彩色图像处理的一些方法。 6.1彩色基础 虽然人的大脑感知和理解颜色所遵循的过程还是未完全了解的一种生理和心理现象，但颜色的 物理性质可由实验和理论结果支持的基本形式来表示。 在l666年，艾萨克·牛顿(1 saac Newton)发现了一种现象，当一束太阳光通过一个玻璃棱镜时. 出现的光束不是白色的，而是由一端为紫色、另一端为红色的连续色谱组成。如图6.1所示，色谱可 分为6个宽的区域：紫色、蓝色、绿色、黄色、橙色和红色。当观察全彩色时（见图6.2），色谱末尾 的颜色不是突变的，而是每种颜色混合平滑地过渡到下一种颜色的。 基本上，人类和某些其他动物感知一个物体颜色是由物体反射光的性质决定的。如图6.2所示， 可见光由电磁波谱中相对较窄的频段组成。一个物体反射的光如果在所有可见光波长范围内是平衡 的，那么对观察者来说显示为白色。然而，一个物体反射有限的可见光谱，则物体呈现某种颜色。例1 如，绿色物体反射具有500-570m范围内主要波长的光，吸收其他波长的多数能量