Гонсалес Р., Вудс Р. Цифровая обработка изображений (3-е изд., 2012) (1246138), страница 104
Текст из файла (страница 104)
перев.466Глава 6. Обработка цветных изображенийy=Y,X +Y + Z(6.1-2)z=Z.X +Y + Z(6.1-3)Из приведенных выражений видно, что3x + y + z =1.(6.1-4)Для любой длины волны в диапазоне видимого спектра соответствующиекоординаты цвета могут быть найдены непосредственно при помощи кривыхили таблиц, которые были составлены на основе обширного экспериментального материала [Poynton, 1996]. Отметим также более ранние работы [Walsh,1958], [Kiver, 1965].Другой способ задавать цвета основан на использовании диаграммы цветностей МКО (см.
рис. 6.5), на которой вся совокупность цветов представлена какфункция x (красной) и y (зеленой) координат цветности. Для любых значений координат x и y соответствующее значение z (синей) координаты цветности можетбыть получено из выражения (6.1-4): z = 1 – (x + y). Например, точка, отмеченнаяна рис. 6.5 как зеленая, содержит приблизительно 62 % зеленого и 25 % красного.Из (6.1-4) следует, что содержание синего равно приблизительно 13 %.Вдоль границы диаграммы цветностей, имеющей форму языка, расположены различные цвета спектра — от фиолетового с длиной волны 380 нм до красного с длиной волны 780 нм.
Эти чистые (монохроматические) цвета показаныв спектре на рис. 6.2. Любая точка, расположенная не на границе, а внутри диаграммы, представляет некоторую смесь цветов. Точка равной энергии на рис. 6.5соответствует равным долям трех первичных основных цветов; она представляетопорный белый цвет стандарта МКО. Любая точка, расположенная на границедиаграммы цветностей, имеет максимальную цветовую насыщенность.
По меретого как точка смещается от границы к точке равной энергии, соответствующийей цвет содержит в своем составе все бóльшую долю белого и становится все менее насыщенным. Цветовая насыщенность точки равной энергии равна нулю.Диаграмма цветности полезна при рассмотрении процедуры смешения цветов, поскольку отрезок, соединяющий любые две точки диаграммы, определяетвсевозможные различные цвета, которые могут быть получены при смешениидвух данных цветов. Рассмотрим, например, отрезок, который соединяет точки, отмеченные на рис. 6.5 как красная и зеленая.
Точки, представляющие смесьэтих цветов, будут лежать на рассматриваемом отрезке. Если в смеси большекрасного, чем зеленого, то новому цвету такой смеси будет соответствовать точка, находящаяся ближе к красной точке. Аналогично отрезок, проведенныйот точки равной энергии к любой точке границы диаграммы, определяет всеоттенки выбранного цвета.Рассмотренная процедура непосредственно обобщается на случай смешения трех цветов. Для того чтобы определить диапазон цветов, которые могут3Для обозначения координат цветности мы используем общепринятые обозначения x, y, z.
Не следует путать их с обозначениями (x, y) для пространственных координат,которые используются в этой и других частях книги.6.1. Основы теории цвета467ДИАГРАММА ЦВЕТНОСТЕЙ МКОСПЕКТРАЛЬНЫЙ ЛОКУС(ДЛИНА ВОЛНЫ, НМ)ось yЗЕЛЕНЫЙЯРКО-ЖЕЛТЫЙТЕПЛЫЙ БЕЛЫЙХОЛОДНЫЙ БЕЛЫЙДНЕВНОЙ СВЕТРОЗОВЫЙКРАСНЫЙТОЧКАРАВНОЙ ЭНЕРГИИ(ОПОРНЫЙ БЕЛЫЙ)ГОЛУБОЙСИНИЙось xРис. 6.5. Диаграмма цветностей. (Изображение предоставлено General ElectricCo., Lamp Business Division)быть получены комбинацией трех любых заданных цветов, нужно просто соединить между собой отрезками соответствующие точки на диаграмме цветности. В результате получится треугольник, и все цвета, соответствующие точкамвнутри и на границе этого треугольника, могут быть получены как различныекомбинации трех первоначальных цветов.
Никакой треугольник с вершинамив трех точках с неизменными цветами не может включать весь диапазон цветовна рис. 6.5. Это геометрическое наблюдение подтверждает сделанное выше замечание о том, что не все цвета могут быть получены с помощью трех фиксированных первичных основных цветов.Треугольник на рис. 6.6 представляет типичный для RGB-мониторов диапазон воспроизводимых цветов, называемый цветовым охватом (цветовым га-468Глава 6. Обработка цветных изображений.9520530.8540510G.7550560.6570500.5ось y580590.4600610R.3620490640780.2480.147046045000.1B380.2.3.4ось x.5.6.7.8Рис.
6.6. Типичный цветовой охват цветного монитора (треугольная область)и цветного печатающего устройства (внутренняя область сложнойформы)мутом). Область сложной формы внутри этого треугольника представляет цветовой охват современных печатающих устройств высокого качества. Границаобласти охвата для печатающих устройств имеет сложную форму, потому чтов процессе цветной печати одновременно используются аддитивные и субтрактивные процедуры смешения цветов.
Управлять таким процессом намного труднее, чем процессом воспроизведения цветов на экране монитора, основанномна смешении трех очень хорошо контролируемых первичных основных цветов.6.2. Öâåòîâûå ìîäåëèНазначение цветовой модели (называемой также цветовым пространством илисистемой цветов) состоит в том, чтобы сделать возможным описание цветов не-6.2. Цветовые модели469которым стандартным, общепринятым образом. По существу, цветовая модельопределяет некоторую систему координат и подпространство внутри этой системы, в котором каждый цвет представляется единственной точкой.Большинство современных цветовых моделей ориентированы либона устройства цветовоспроизведения (например цветные мониторы или принтеры), либо на определенные прикладные задачи (такие как создание цветнойграфики в анимации), когда работа с цветом является непосредственной целью.Аппаратно-ориентированными цветовыми моделями, наиболее часто используемыми на практике, являются модель RGB для цветных мониторов и широкого класса цветных видеокамер, модели CMY и CMYK для цветных принтерови модель HSI4, которая хорошо соответствует цветовосприятию человека.
Последняя модель обладает также тем преимуществом, что она разделяет цветовую и яркостную (полутоновую) информацию на изображении и поэтому даетвозможность применять многие из полутоновых методов обработки изображений, развитых в этой книге. В настоящее время используется множество различных цветовых моделей; это обусловлено тем, что наука о цвете представляетсобой широкую область, включающую многочисленные приложения. Хотелосьбы остановиться здесь на некоторых из этих моделей, поскольку они интересныи информативны. Однако, чтобы не выходить за рамки задач настоящей книги,мы ограничимся рассмотрением лишь вышеперечисленных моделей, которыеиграют ведущую роль в обработке изображений. Овладев материалом этой главы, читатель не будет испытывать трудностей в понимании других используемых цветовых моделей.6.2.1.
Цветовая модель RGBВ модели RGB каждый цвет представляется красным, зеленым и синим первичными основными цветами (компонентами). В основе модели лежит декартова система координат. Цветовое пространство представляет собой куб, показанный на рис. 6.7. В трех вершинах куба, лежащих на координатных осях,расположены точки, отвечающие первичным цветам, — красному, зеленомуи синему. Вторичные цвета — голубой, пурпурный и желтый —расположены в трех других вершинах куба. Черный цвет находится в начале координат,а белый — в наиболее<b>Текст обрезан, так как является слишком большим</b>.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
