计算机视觉（二）—— 图像预处理

1. 颜色空间

1.1 RGB颜色空间

  • 加法混色（越叠加越白），彩色显示器

  • 3个通道：Red通道
          Green通道
          Blue通道

  • 一个像素颜色值：(b, g, r)

  • 取值范围：[0, 255]
         [0.0, 1.0]

1.2 CMY(K)颜色空间

  • 减法混色（越叠加越黑），印刷

  • 4通道：Cyan通道
       Magenta通道
       Yellow通道
        Key通道

  • 一个像素颜色值：(c, m, y, k)

  • 取值范围：[0, 255]
         [0.0, 1.0]

1.3 HSV颜色空间

  • 人类视觉概念，画家配色

  • 3个要素：
    ⋄ H/Hue：色调，颜色种类
    ⋄ S/Saturation：饱和度，颜色的纯度
    ⋄ V/Value：明度，颜色明亮度

  • 一个像素颜色值：(h, s, v)

  • 取值范围：[0, 255]
         [0.0, 1.0]

1.4 CIE-XYZ颜色空间

  • 国际照明协会，1931

  • 基于人类颜色视觉的直接测定

  • 其他颜色空间基础

  • 人类视觉系统-视锥细胞
    ⋄ 短波(S, 420-440nm)
    ⋄ 中波(M, 530-540nm)
    ⋄ 长波(L, 560-580nm)

  • 3色刺激值通道
    ⋄ X，Y，Z约略对应于红色、绿色、蓝色
    ⋄ 一种波的刺激等于几种波的混合刺激

2. 图片存储原理

  主流颜色空间：
   • RGB三通道彩色图
    ⋄ 图片$\to$ 3维矩阵（[0,255]）
   • 单通道灰度图
    ⋄ 亮度信息（[0,255]）
    ⋄ Gray=R * 0.3 + G * 0.59 + B * 0.11

  RGB图片数据格式：

  常见的存储的格式有：bmp, jpg, png, tiff, gif, pcx, tga, exif, fpx, svg, psd, cdr, pcd, dxf, ufo, eps, ai, raw, WMF, webp等
    $\circ$ BMP：采用位映射存储格式，不采用其他任何 压缩，所占用的空间很大。
    $\circ$ JPG：最常见的有损压缩格式，能够将图像压缩 到很小的空间，压缩比可达10:1到40:1之间。
    $\circ$ GIF：基于LZW算法的连续色调的无损压缩格式 ，其压缩率一般在50%左右。
    $\circ$ PNG：是比较新的图像文件格式，能够提供长 度比GIF小30%的无损压缩图像文件。

3. 图像增强的目标

1. 改善图像的视觉效果；
2. 转换为更适合于人或机器分析处理的形式；
3. 突出对人或机器分析有意义的信息； 、抑制无用信息，提高图像的使用价值；
4. 具体的说，包括图像锐化，平滑、去噪，灰度调整（对比度增强）。

4. 图像处理方法