称为RGB基色。 • 反射光源的基色系包括青色、品色和黄色，
称为CMY基色。 RGB和CMY基色系是互补的，也就是说混合 一个色系中的两种彩色会产生另外一个色系中 的一种彩色。
第2章数字视频描述数字视频基础
2.1 颜色感知和表示
RGB基色系
第2章数字视频描述数字视频基础
CMY基色系
色调表示（色轮）
2.1 颜色感知和表示
三类锥状细胞其峰值分别位于红色(570nm附 近)、绿色(535nm附近)和蓝色(445nm附近)波 长，它们的组合可以使人类感知任何彩色，这 就是彩色视觉的三感光细胞原理。
图2.1 第人2眼章数视字网视频膜描中述数三字类视锥频基状础细胞的光吸收通带函数
2.1 颜色感知和表示
• 外部因素：ห้องสมุดไป่ตู้
– 可见光
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2.1 颜色感知和表示
光有两个属性：亮度 和 色度。 亮度：指光的明亮程度，与可见波段的总能
量成正比。 色度：指光的颜色和深浅，依赖于光的波长
成分。
色度
色调： 指彩色的颜色
饱和度：指彩色的纯度
第2章数字视频描述数字视频基础
HVS(人类视觉系统)
2.1 颜色感知和表示
CMY（青色、品色和黄色，
用于打印和印刷）
彩色打印机可以通过以适当比例混合具有 所选基色的三种颜料来产生不同的彩色。多数 打印机采用CMY基色，为了更鲜艳和宽范围的 彩色再现，一些彩色打印机在CMY基色中增加 了黑色(K)，从而采用4种基色，这就是所谓的 CMYK基色，它能更真实地再现黑色。
视频信号是一个二维图像序列，它是运动的 三维场景在摄像机图像平面上的投影。我们得到 的画面中任一点的颜色是与所观察场景中特定的 三维点处发出或反射的光相关联的。
❖ 光和彩色的属性 ❖ 彩色的表示
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2.1 颜色感知和表示
一、光和彩色的属性 1、光的基础知识
光是电磁波的一部分，人眼可以感觉的光其波长 在380～780纳米（nm）范围内。光的彩色感知决定于 其光谱成分(即它的波长组成)。
• 人类获取外界图像、视频信息的工具。 • 涉及光学、色度学、视觉生理学、视觉心理学、解剖学
神经科学和认知科学等科学领域。 • 视觉
– 光辐射刺激人眼所引起的复杂的生理和心理变化。 – 人类最重要最完美的感知手段。
第2章数字视频描述数字视频基础
9
2.1 颜色感知和表示
HVS (人类视觉系统)
视网膜有两种 类型感光细胞
锥状细胞:在亮光下起作用，感知颜色的色调。 含有三种类型的锥状细胞。
杆状细胞:在暗一些的光强下工作，只能感知 亮度信息。 第2章数字视频描述数字视频基础
照相机与人眼睛的比较
巩膜 虹膜 角膜 瞳孔 透镜 结膜
玻璃体 脉络膜 视神经 视网膜中区 视网膜
照相机 透镜 快门 底片、CCD 传输电缆
眼睛 角膜 虹膜，瞳孔 视网膜 视神经 第2章数字视频描述数字视频基础
第2章数字视频描述数字视 频基础
第二部分 数字视频基础
第二讲 数字视频描述 第三讲 数字视频采集 第四讲 数字视频模型
第2章数字视频描述数字视频基础
第二章 数字视频描述
• 颜色感知和表示 • 视频捕捉和显示 • 模拟视频 • 数字视频
第2章数字视频描述数字视频基础
第二章 数字视频描述
2.1 颜色感知和表示
第2章数字视频描述数字视频基础
2.1 颜色感知和表示
RGB （红色、绿色和蓝色，显示系统）
显示器中的电子枪可分别产生出红绿蓝 三种波长的光，通过适当比例的组合用以激 发显示屏幕上的荧光粉，从而能合成显示所 需要的任意颜色。
第2章数字视频描述数字视频基础
2.1 颜色感知和表示
R
G
B
第2章数字视频描述数字视频基础
第2章数字视频描述数字视频基础
2.1 颜色感知和表示
二、彩色的表示
1、颜色空间模型 基于三基色的颜色模型
❖ RGB（红色、绿色和蓝色，显示系统） ❖ CMY（青色、品色和黄色，打印机）
基于亮度与色度的颜色模型
❖ HSI （亮度、色调、饱和度） ❖ YUV（亮度、色度，PAL 制式的彩色电视） ❖ YIQ （亮度、色度，NTSC制式的彩色电视） ❖ YCbCr（数字彩色电视）
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2.1 颜色感知和表示
YUV（亮度、色度，PAL 制式的彩色电视）
在现代彩色电视系统中，通常采用光电 管摄像机或电耦合器件（CCD）摄像机，它把 摄得的彩色图像信号，经过色棱镜分成R0G0B0 三个分量的信号，分别经过放大和γ校正得 到RGB，再经过矩阵变换电路得到亮度信号Y、 色 度 信 号 R-Y 、 B-Y, 最 后 发 送 端 将 Y 、 R-Y 及 B-Y三个信号进行编码，用同一信道发送出去， 这就是常用的YUV彩色空间。采用YUV彩色空 间的好处如下：
第2章数字视频描述数字视频基础
2.1 颜色感知和表示
C
M
Y
K
第2章数字视频描述数字视频基础
2.1 颜色感知和表示
HSI （亮度、色调、饱和度）
HIS彩色空间为多媒体计算机彩色图像实 时处理和特技提供了有效方法，HIS三个彩色 分量分别存放在三个存储器中，在处理彩色 图像时相互是独立的，分别提供解释彩色图 像非常有用的信息。但是尽管HIS能清楚地分 离光的不同属性，HIS的各分量与激励值是非 线性关系并且很难计算。
其中人类视网膜中三类锥状细胞的频率响应与亮 度效率函数之间的关系如下图所示。
我们可以看到绿色波长对亮度感觉的贡献最大， 其次是红色第波2章数长字，视频而描述蓝数字色视频波基础长最小。
2.1 颜色感知和表示
3、彩色混合的三基色原理 三基色原理：任何一种颜色可以通过三基色
按不同比例混合得到。 • 照明光源的基色系包括红色、绿色和蓝色，
光的频率。 • 反射光源遵循相减规则：几种混和的反射光源
的彩色感知取决于剩余的、未被吸收的波长。
R+G+B=第B2l章a数c字k视频描述数字视频基础
2.1 颜色感知和表示
2、HVS(人类视觉系统)对彩色的感知
• 人类的感觉
– 视觉、听觉、嗅觉、味觉和触觉 – “第六感觉”
• 内部因素：
– 人眼——人类视觉系统
第2章数字视频描述数字视频基础
2.1 颜色感知和表示
光源类型：发射光源 和 反射光源 发射光源是能发射电磁波的光源 • 包括太阳、灯泡、电视监视器等。 • 对颜色的感知依赖于发射光的频率。 • 遵循相加规则：几个混和的发射光源的彩色感
知取决于所有光源光谱的总和。
R+G+B=White
反射光源是能反射入射光的光源 • 其中包括彩色染料和颜料等。 • 对颜色的感知依赖于入射光的光谱成分和反射