圖像處理中飽和度、色調、對比度的定義

圖像處理(image processing),用計算機對圖像進行分析,以達到所需結果的技術。又稱影像處理。圖像處理一般指數字圖像處理。數字圖像是指用工業相機、攝像機、掃描儀等設備經過拍攝得到的一個大的二維數組,該數組的元素稱為像素,其值稱為灰度值。圖像處理技術的一般包括圖像壓縮,增強和復原,匹配、描述和識別3個部分。 常見的系統有康耐視系統、圖智能系統等,目前是正在逐漸興起的技術。

在圖像處理中,常見的顏色模型包括HSB(色相、飽和度、亮度)、RGB(紅色、綠色、藍色)、CMYK(青色、品紅、黃色、黑色)和CIE等,因此,相應的顏色模式也就有RGB、CMYK、Lab等。在HSB顏色模型中,色相、飽和度、對比度是對圖像屬性的基本描述。

飽和度

飽和度可定義為彩度除以明度,與彩度同樣表徵彩色偏離同亮度灰色的程度。注意,與彩度完全不是同一個概念。但由於其和彩度決定的是出現在人眼裡的同一個效果,所以才會出現視彩度與飽和度為同一概念的情況。

圖像處理中飽和度、色調、對比度的定義

飽和度是指色彩的鮮豔程度,也稱色彩的純度。飽和度取決於該色中含色成分和消色成分(灰色)的比例。含色成分越大,飽和度越大;消色成分越大,飽和度越小。純的顏色都是高度飽和的,如鮮紅,鮮綠。混雜上白色,灰色或其他色調的顏色,是不飽和的顏色,如絳紫,粉紅,黃褐等。完全不飽和的顏色根本沒有色調,如黑白之間的各種灰色。

Saturation

用以估價純彩色在整個色覺(包括無彩色)中的成分的視覺屬性。它與瀕色的純度這一物理心理裡有關(或近似相關)。它決定於顏色光中所混入的白色光的數里,純光譜色的含量愈多,則它愈高。

色調

色調指的是一幅畫中畫面色彩的總體傾向,是大的色彩效果。在大自然中,我們經常見到這樣一種現象:不同顏 色的物體或被籠罩在一片金色的陽光之中,或被籠罩在一片輕紗薄霧似的、淡藍色的月色之中;或被秋天迷人的金黃色所籠罩;或被統一在冬季銀白色的世界之中。這種在不同顏色的物體上,籠罩著某一種色彩,使不同顏色的物體都帶有同一色彩傾向,這樣的色彩現象就是色調。

基本含義

色調是指物體反射的光線中以哪種波長佔優勢來決定的,不同波長產生不同顏色的感覺,色調是顏色色調的重要特徵,它決定了顏色本質的根本特徵。

色調不是指顏色的性質,而是對一幅繪畫作品的整體顏色的概括評價。色調是指一幅作品色彩外觀的基本傾向。在明度、純度(飽和度)、色相這三個要素中,某種因素起主導作用,我們就稱之為某種色調。一幅繪畫作品雖然用了多種顏色,但總體有一種傾向,是偏藍或偏紅,是偏暖或偏冷等等。這種顏色上的傾向就是一副繪畫的色調。通常可以從色相、明度、冷暖、純度四個方面來定義一幅作品的色調。

色調在冷暖方面分為暖色調與冷色調:紅色、橙色、黃色--為暖色調,象徵著:太陽、火焰。藍色--為冷色調,象徵著:森林、大海、藍天。黑色、紫色、綠色、白色--為中間色調; 暖色調的亮度越高,其整體感覺越偏暖,冷色調的亮度越高,其整體感覺越偏冷。冷暖色調也只是相對而言,譬如說,紅色系當中,大紅與玫紅在一起的時候,大紅就是暖色,而玫紅就被看作是冷色,又如,玫紅與紫羅藍同時出現時,玫紅就是暖色。

對比度

對比度指的是一幅圖像中明暗區域最亮的白和最暗的黑之間不同亮度層級的測量,差異範圍越大代表對比越大,差異範圍越小代表對比越小,好的對比率120:1就可容易地顯示生動、豐富的色彩,當對比率高達300:1時,便可支持各階的顏色。但對比率遭受和亮度相同的困境,現今尚無一套有效又公正的標準來衡量對比率,所以最好的辨識方式還是依靠使用者眼睛。

在暗室中,白色畫面(最亮時)下的亮度除以黑色畫面(最暗時)下的亮度。更精準地說,對比度就是把白色信號在100%和0%的飽和度相減,再除以用Lux(光照度,即勒克斯,每平方米的流明值)為計量單位下0%的白色值(0%的白色信號實際上就是黑色),所得到的數值。對比度是最白與最黑亮度單位的相除值。因此白色越亮、黑色越暗,對比度就越高。嚴格來講我們指的對比度是屏幕上同一點最亮時(白色)與最暗時(黑色)的亮度的比值,不過通常產品的對比度指標是就整個屏幕而言的,例如一個屏幕在全白屏狀態時候亮度為500cd/m2,全黑屏狀態亮度為0.5cd/m2,這樣屏幕的對比度就是1000:1。


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