彩色變換原理

1、1、原理在使用單波段圖像時，由于成像系統(tǒng)動態(tài)范圍的限制，地物顯示的亮度值差異較小。又 由于人眼對黑白圖像亮度級的分辨能力僅有1020級左右，而對色彩和強(qiáng)度的分辨力可達(dá) 100多種，因此將黑白圖像轉(zhuǎn)換成彩色圖像可使地物的差別易于分辨。彩色合成(color composite)在通過濾光片、衍射光柵等分光系統(tǒng)而獲得的多波段圖像中選出三個波段，分別賦予三 原色進(jìn)行合成。根據(jù)各波段的賦色不同，可以得到不同的彩色合成圖像。真彩色合成在通過藍(lán)、綠、紅三原色的濾光片而拍攝的同一地物的三張圖像上，若使用同樣的三原 色進(jìn)行合成，可得到接近天然色的顏色，此方法稱為真彩色合成。假彩色合成由于多波段攝影中，一副圖像多

2、不是三原色的波長范圍內(nèi)獲得的，如采用人眼看不見的 紅外波段等，因此由這些圖像所進(jìn)行的彩色合成稱假彩色合成。進(jìn)行遙感影像合成時，方案的選擇十分重要，它決定了彩色影像能否顯示較豐富的信息 或突出某一方面的信息。以陸地衛(wèi)星Landsat的TM影像為例，當(dāng)4, 3, 2波段分別被賦予 紅、綠、藍(lán)顏色進(jìn)行彩色合成時，這一合成方案就是標(biāo)準(zhǔn)假彩色合成，是一種最常用的合成 方案。實(shí)際應(yīng)用時，常常根據(jù)不同的應(yīng)用目的在試驗(yàn)中進(jìn)行分析、調(diào)試，尋找最佳合成方案， 以達(dá)到最好的目視效果。單波段密度分割將一副圖像的整個亮度值變量L按照一定量分割為若干等量間隔，每一間隔賦予一種 顏色，以不同的顏色控制成像系統(tǒng)的彩色顯示，就

3、可得到一副假彩色密度分割圖像。彩色變換RGB和HSI模型是二種最常用的顏色模型。RGB模型基于三基色原理，面向硬件， 便于顏色的采集和顯示。HSI模型基于色調(diào)(Hue)-飽和度(Saturation)-亮度(Intensity)理論，符 合人類觀察和感受顏色的視覺及心理學(xué)特點(diǎn)，便于從主觀出發(fā)對顏色進(jìn)行操作。RGB向HSI模型的轉(zhuǎn)換是由一個基于笛卡爾直角坐標(biāo)系的單位立方體向基于圓柱極 坐標(biāo)的雙錐體的轉(zhuǎn)換?；疽笫菍GB中的亮度因素分離，將色度分解為色調(diào)和飽和度， 并用角向量表示色調(diào).(圖2)圖2 RGB (左)與HSI右)模型示覽閣RGB轉(zhuǎn)換至HSI的幾種常見方法表1歹U出幾種常用的RGB-

4、HSI轉(zhuǎn)換公式表1幾種算法的轉(zhuǎn)換公式算法色調(diào)飽和度亮度算法1凡何推導(dǎo)法ff=.k GB 2jt-R&EE a =gJ逮-0-1 直2，3niE(民 QE) R+G+Ej_ R+a+8算法W坐斯變旗成乩gHJjeje 8 =tan j=2頃G-跖T E+G+方1=-算法m 分段定夏法H H ?,if A/jk - R3 3/qk- Mrra孚 u & _ 七.+與.if 3 if ai - ulf rra3J、-=if Siai-B3 A/tir - if jti 3!?+?;尊 H ?同算法3注：！4=皿叩 G困一 &血=0也皿一公式中的RGB0：計算前7均歸一化至0, 1區(qū)間&幾何推導(dǎo)法最為經(jīng)典，可追溯到30多年前(Tenenbaum