图像处理基础知识
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➢ 具备非常大的色彩范围，其绝大部分色彩却又是 设备可呈现的，这一色彩空间全部包含了CMYK 的色彩范围，为印刷输出提供了便利，可以更好 地还原原稿的色彩，在出版印刷领域得到了广泛 应用
➢ 高端数码相机采用Adobe RGB色彩空间，层次较 丰富，但色彩饱和较低
Adobe RGB 色域的显示问题
Adobe RGB 的色域比一般的 sRGB 色域更广， 更接近人肉眼所能感知的颜色，所以广为专业制 作人员所应用。
HSV模型
HSV模型是面向用户的，是一种复合主观 感觉的色彩模型。H、S、V分别指的是色 调（彩）（hue）、色饱（saturation）和度 和明度（value）。所以在这个模型中，一 种颜色的参数便是H、S、V三个分量构成 的三元组。
HSV模型
HSV模型不同于RGB模型的单位立方体， 而是对应于一个圆柱坐标系中的一个立体 锥形子集。在这个锥型中，边界表示不同 的色彩。H分量表示颜色的种类，取值范围 为0~1，相应的颜色从红、黄、绿、蓝绿、 蓝、紫到黑变化，且它的值由绕V轴的旋转 角决定，每一种颜色和它的补色之间相差 180。
图像处理基础
颜色模型、色彩空间、图像格式和 视频格式
颜色模型
在图形学领域定义的颜色模型，就是在某 种特定上下文中对于颜色的特性和行为的 解释方法。一般对色彩的讨论都是基于通 过红、绿、蓝三原色混合而产生其它颜色 的成色机制。RGB颜色模型最便于诸如视 频监视器或打印机等硬件设备上表示颜色。 但在具体的图形应用中，我们还会用到其 它的一些颜色模型。
色彩空间
➢ 色彩空间，通俗一点讲，就是各种色彩的 集合，色彩的种类越多，色彩空间越大， 能够表现的色彩范围即色域越广。
➢ 有两类色彩空间，一类是基于RGB模型的 色彩空间，另一类是CMYK色彩空间
Lab色彩空间Βιβλιοθήκη Baidu
➢ 由国际照明协会（CIE）在1931年制定包 括人眼所能看到的所有颜色
➢ 是目前为止色域最宽的色彩空间，其每一 色值组合对应一种确定的、与设备无关的 色彩。
主流显示器只能输出 8-bit sRGB 色域，如果采 用 Adobe RGB 色域处理数码相片时可能会出现 蓝色区域无法正确显示的问题，从而导致偏色。
采用 10 bit color 时，色阶大为广阔，能有更广 阔的色域，可解决 Adobe RGB 的色域问题。
采用10 bit color，需显示器、显卡和应用程序 的支持，如Adobe 的 Photoshop CS4、CS5 绘图编辑软件等已经支持 。
➢ 灰度图像，只包含亮度信息，不包含色彩信息的图像。灰 度图像是一个数据矩阵I，其值表示一定范围内的亮度值。
➢ 二值图像，每个像素的值仅为0或1的图像，是黑白图像。 存储空间小、处理速度快。通过二值图像，可比较容易地 获取目标区域的特征，便于图像分析和识别。
CMYK色彩空间
➢ CMYK色彩空间，是一种减光模式，它是四色打印的基础。 这四色是：青（Cyan）、品红（Magenta）、黄 （Yellow）、黑（Black）。青色是红色的互补色。黄色 是蓝色的互补色，品红是绿色的互补色，
➢ 当阳光照射一物体时，物体吸收部分光线，并将其它光线 反射。反射光就是我们所看见的物体颜色，这是一种减色 模式。
➢ “理论化”的色彩，使不同设备的色彩能 够相互比较、模拟和匹配。在输出、输入 设备有限的色域范围内安全地进行色彩传 递
几种颜色空间的色域
RGB色彩空间
➢ RGB对应的是红绿蓝三种原色光，这是因为自然界的所有 颜色都可以用这三种光混合而成。在描述时，用R、G、B 作为相互垂直的坐标轴来表示，是一种加光模式
sRGB(标准RGB)色彩空间
➢ 由微软与惠普于1997年联合确立，是基于PC的 32位色彩空间。目前，被广泛地应用于显示器、 打印机、扫描仪等设备，用以提高它们与打印输 出设备间的色彩匹配，保证色彩的一致性
➢ 同样采用sRGB色彩空间的设备之间，可以实现 色彩相互模拟，但却是通过牺牲色彩范围来实现 各种设备之间色彩的一致性的，这是所有RGB色 彩空间中最狭窄的一个
➢ 依赖于这种减色方式，演变出了适合于打印、印刷的 CMYK模式。由于在实际中这三种颜色的油墨很难叠加出 真正地黑色，因此在打印、印刷时又引入了黑色以强化暗 调，加深暗部色彩。
➢ 在CMYK模式下，每一种颜色都是以这四色的百分比来表 示的，原色的混合将产生更暗的颜色。
数字图像的类型
➢ RGB图像，采用RGB彩色模型的真彩图像。不需使用调 色板。每个像素的颜色由像素位置上红、绿、蓝亮度的组 合确定。
HSV模型
YCbCr模型
YCbCr模型又称为YUV模型，是视频图像和数字 图像中常用的色彩模型。在YCbCr模型中，Y为亮 度，Cb和Cr共同描述图像的色调（色差），其中 Cb、Cr分别为蓝色分量和红色分量相对于参考值 的坐标。YCbCr模型中的数据可以是双精度类型， 但存储空间为8位无符号整型数据空间，且Y的取 值范围为16~235，Cb和Cr的取值范围为16~240。 在目前通用的图像压缩算法中（如JPEG算法）， 首要的步骤就是将图像颜色空间转换为YCbCr空 间。
➢ RGB色彩空间在色彩的处理过程中主要是用来描述像显示 器、电视、扫描仪、数字相机等设备的
➢ 以显示器为例，三种基色的中每一种都有一个0~255的 值的范围，通过对红、绿、蓝的各种值进行组合来改变象 素的颜色。所有基色的相加便形成白色。反之，当所有的 基色的值都为0时，便得到了黑色。
➢ RGB色彩空间又有Adobe RGB、Apple RGB、sRGB 、 ColorMatch RGB 、 Wide Gamut RGB 、 CIE GB 、 Monitor RGB/Simplified Monitor RGB等几种
➢ sRGB也称“互联网标准色空间”，与普通的个 人电脑监视器的特性相匹配，普通电脑显示器一 般无法再现超越sRGB空间色域的图象。通常在 电脑监视器上再现的图象色彩比sRGB图象更浅 些。
Adobe RGB色彩空间
➢ Adobe RGB由Adobe 公司在1998年制定，其 雏形最早用在Photoshop 5.x中，被称为 SMPTE-240M
➢ 高端数码相机采用Adobe RGB色彩空间，层次较 丰富，但色彩饱和较低
Adobe RGB 色域的显示问题
Adobe RGB 的色域比一般的 sRGB 色域更广， 更接近人肉眼所能感知的颜色，所以广为专业制 作人员所应用。
HSV模型
HSV模型是面向用户的，是一种复合主观 感觉的色彩模型。H、S、V分别指的是色 调（彩）（hue）、色饱（saturation）和度 和明度（value）。所以在这个模型中，一 种颜色的参数便是H、S、V三个分量构成 的三元组。
HSV模型
HSV模型不同于RGB模型的单位立方体， 而是对应于一个圆柱坐标系中的一个立体 锥形子集。在这个锥型中，边界表示不同 的色彩。H分量表示颜色的种类，取值范围 为0~1，相应的颜色从红、黄、绿、蓝绿、 蓝、紫到黑变化，且它的值由绕V轴的旋转 角决定，每一种颜色和它的补色之间相差 180。
图像处理基础
颜色模型、色彩空间、图像格式和 视频格式
颜色模型
在图形学领域定义的颜色模型，就是在某 种特定上下文中对于颜色的特性和行为的 解释方法。一般对色彩的讨论都是基于通 过红、绿、蓝三原色混合而产生其它颜色 的成色机制。RGB颜色模型最便于诸如视 频监视器或打印机等硬件设备上表示颜色。 但在具体的图形应用中，我们还会用到其 它的一些颜色模型。
色彩空间
➢ 色彩空间，通俗一点讲，就是各种色彩的 集合，色彩的种类越多，色彩空间越大， 能够表现的色彩范围即色域越广。
➢ 有两类色彩空间，一类是基于RGB模型的 色彩空间，另一类是CMYK色彩空间
Lab色彩空间Βιβλιοθήκη Baidu
➢ 由国际照明协会（CIE）在1931年制定包 括人眼所能看到的所有颜色
➢ 是目前为止色域最宽的色彩空间，其每一 色值组合对应一种确定的、与设备无关的 色彩。
主流显示器只能输出 8-bit sRGB 色域，如果采 用 Adobe RGB 色域处理数码相片时可能会出现 蓝色区域无法正确显示的问题，从而导致偏色。
采用 10 bit color 时，色阶大为广阔，能有更广 阔的色域，可解决 Adobe RGB 的色域问题。
采用10 bit color，需显示器、显卡和应用程序 的支持，如Adobe 的 Photoshop CS4、CS5 绘图编辑软件等已经支持 。
➢ 灰度图像，只包含亮度信息，不包含色彩信息的图像。灰 度图像是一个数据矩阵I，其值表示一定范围内的亮度值。
➢ 二值图像，每个像素的值仅为0或1的图像，是黑白图像。 存储空间小、处理速度快。通过二值图像，可比较容易地 获取目标区域的特征，便于图像分析和识别。
CMYK色彩空间
➢ CMYK色彩空间，是一种减光模式，它是四色打印的基础。 这四色是：青（Cyan）、品红（Magenta）、黄 （Yellow）、黑（Black）。青色是红色的互补色。黄色 是蓝色的互补色，品红是绿色的互补色，
➢ 当阳光照射一物体时，物体吸收部分光线，并将其它光线 反射。反射光就是我们所看见的物体颜色，这是一种减色 模式。
➢ “理论化”的色彩，使不同设备的色彩能 够相互比较、模拟和匹配。在输出、输入 设备有限的色域范围内安全地进行色彩传 递
几种颜色空间的色域
RGB色彩空间
➢ RGB对应的是红绿蓝三种原色光，这是因为自然界的所有 颜色都可以用这三种光混合而成。在描述时，用R、G、B 作为相互垂直的坐标轴来表示，是一种加光模式
sRGB(标准RGB)色彩空间
➢ 由微软与惠普于1997年联合确立，是基于PC的 32位色彩空间。目前，被广泛地应用于显示器、 打印机、扫描仪等设备，用以提高它们与打印输 出设备间的色彩匹配，保证色彩的一致性
➢ 同样采用sRGB色彩空间的设备之间，可以实现 色彩相互模拟，但却是通过牺牲色彩范围来实现 各种设备之间色彩的一致性的，这是所有RGB色 彩空间中最狭窄的一个
➢ 依赖于这种减色方式，演变出了适合于打印、印刷的 CMYK模式。由于在实际中这三种颜色的油墨很难叠加出 真正地黑色，因此在打印、印刷时又引入了黑色以强化暗 调，加深暗部色彩。
➢ 在CMYK模式下，每一种颜色都是以这四色的百分比来表 示的，原色的混合将产生更暗的颜色。
数字图像的类型
➢ RGB图像，采用RGB彩色模型的真彩图像。不需使用调 色板。每个像素的颜色由像素位置上红、绿、蓝亮度的组 合确定。
HSV模型
YCbCr模型
YCbCr模型又称为YUV模型，是视频图像和数字 图像中常用的色彩模型。在YCbCr模型中，Y为亮 度，Cb和Cr共同描述图像的色调（色差），其中 Cb、Cr分别为蓝色分量和红色分量相对于参考值 的坐标。YCbCr模型中的数据可以是双精度类型， 但存储空间为8位无符号整型数据空间，且Y的取 值范围为16~235，Cb和Cr的取值范围为16~240。 在目前通用的图像压缩算法中（如JPEG算法）， 首要的步骤就是将图像颜色空间转换为YCbCr空 间。
➢ RGB色彩空间在色彩的处理过程中主要是用来描述像显示 器、电视、扫描仪、数字相机等设备的
➢ 以显示器为例，三种基色的中每一种都有一个0~255的 值的范围，通过对红、绿、蓝的各种值进行组合来改变象 素的颜色。所有基色的相加便形成白色。反之，当所有的 基色的值都为0时，便得到了黑色。
➢ RGB色彩空间又有Adobe RGB、Apple RGB、sRGB 、 ColorMatch RGB 、 Wide Gamut RGB 、 CIE GB 、 Monitor RGB/Simplified Monitor RGB等几种
➢ sRGB也称“互联网标准色空间”，与普通的个 人电脑监视器的特性相匹配，普通电脑显示器一 般无法再现超越sRGB空间色域的图象。通常在 电脑监视器上再现的图象色彩比sRGB图象更浅 些。
Adobe RGB色彩空间
➢ Adobe RGB由Adobe 公司在1998年制定，其 雏形最早用在Photoshop 5.x中，被称为 SMPTE-240M