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出版者:

作者:MacDonald, L. W. (EDT)/ Luo, M. Ronnier (EDT)

出品人:

页数:440

译者:

出版时间:1999-11

价格:772.00 元

装帧:

isbn号码:9780471985310

丛书系列:

图书标签:

• 色彩学
• 图像处理
• 数字图像
• 色彩管理
• 图像分析
• 计算机视觉
• 印刷技术
• 显示技术
• 摄影测量
• 颜色科学

深入理解现代色彩科学与图像处理技术 本书内容范围概述 本书旨在为读者提供一个全面、深入的视角，探讨现代数字图像处理领域中的色彩理论基础、色彩科学原理及其在实际应用中的技术实现。内容涵盖了色彩感知、色彩空间转换、色彩管理系统（CMS）的构建与应用，以及高级图像增强与重建算法的设计与分析。 第一部分：色彩科学与人类视觉基础 第一章：人眼与色彩感知 本章将详尽阐述人眼对光的响应机制，包括视网膜上的感光细胞（视杆细胞和视锥细胞）的功能、光度学与色度学的基本定义。重点讨论了视觉生理学在色彩再现中的作用，分析了色彩恒常性（Color Constancy）现象，解释了为什么我们在不同光源下对同一物体颜色的感知相对稳定。此外，还探讨了不同人群可能存在的色觉缺陷（色盲、色弱）及其对图像处理的潜在影响。 第二章：色彩的物理基础与量化模型 深入探讨电磁波谱中可见光部分的物理特性，以及辐射度量学的基础概念，如辐射亮度（Radiance）、辐亮度（Irradiance）和反射率。本章详细介绍了国际照明委员会（CIE）制定的标准观察者（Standard Observer）模型，包括2°和10°视场下的CIE XYZ三刺激值系统。通过对光谱功率分布（Spectral Power Distribution, SPD）的分析，解释了如何从物理测量数据推导出可被量化的色彩信息。 第三部分：核心色彩空间理论 第三章：经典线性色彩空间 本章聚焦于最基础和最常用的线性色彩空间。首先，对CIE XYZ空间进行深入剖析，阐明其作为所有其他色彩空间基准的重要性。随后，详细介绍基于XYZ推导出的Luminance-Chrominance（亮度-色度）空间，如CIE La（CIELAB）和CIE Luv（CIELUV）。重点解析了这些空间如何尝试实现感知均匀性（Perceptual Uniformity），并提供了在这些空间中进行颜色差异计算（如$Delta E$公式）的详细方法和适用场景分析。 第四章：面向显示的与面向硬件的色彩空间 本章转而探讨与显示设备和数字图像文件直接相关的色彩空间。全面解析RGB色彩模型，区分了加色混合的原理，并对比了sRGB、Adobe RGB (1998) 以及更宽色域的Rec. 2020等标准。同时，讨论了CMYK（减色混合）模型在印刷领域的应用，分析了印刷色彩空间中的油墨特性对色彩再现的限制。本章还包括对HSL/HSV等面向人类直观理解的色彩模型的介绍及其在简单图像编辑中的应用。 第三部分：色彩管理与跨介质再现 第五章：色彩管理系统（CMS）的架构 本章详细阐述了色彩管理系统的核心组件和工作流程。解释了设备无关色彩空间（Device-Independent Color Spaces）在色彩管理中的中心地位。重点介绍国际色彩联盟（ICC）制定的ICC Profile标准，分析Profile文件中存储的色彩数据结构，包括CMM（Color Management Module）如何利用这些数据进行色彩转换。讨论了色彩映射（Gamut Mapping）的必要性与常见策略，如感知意图（Perceptual Intent）和相对比值意图（Relative Colorimetric Intent）的区别。 第六章：色彩空间转换与色彩空间变换矩阵 深入探讨不同色彩空间之间进行精确数学转换的技术。阐述了如何通过3x3矩阵运算实现从RGB到XYZ、再到La的线性变换。对于非线性空间（如La），讲解了分段函数和查找表（Look-Up Tables, LUTs）的应用。本章还涵盖了色彩空间转换中的色彩域匹配问题，特别是涉及3D LUTs（三维查找表）在实现复杂、精确色彩变换中的优势。 第四部分：高级图像处理中的色彩技术 第七章：数字图像中的色彩降噪与增强 本章聚焦于在实际采集和传输过程中出现的色彩失真问题及其校正技术。详细讨论了色彩噪声（Chromatic Noise）的特性，并介绍基于空间域和变换域（如小波变换）的色彩降噪算法。在色彩增强方面，探讨了直方图均衡化在亮度通道上的应用，以及在色度通道上进行对比度拉伸和饱和度调整的技术，强调了保持色彩保真度的重要性。 第八章：高动态范围（HDR）与多光谱成像 探讨超越传统8位/像素限制的高级成像技术。详细分析HDR图像捕获、编码（如Log编码）和显示标准（如PQ、HLG）。解释了如何通过曝光融合技术（Exposure Fusion）或多帧合成来扩展动态范围。此外，引入了多光谱成像和高光谱成像的概念，讨论了如何利用超过人眼可见范围的光谱信息来提高材料识别和图像分析的精度。 第九章：色彩一致性与校准 本章侧重于确保图像在不同设备上保持视觉一致性的工程实践。系统介绍显示器、打印机和扫描仪的色彩校准流程，包括白点、黑点和灰平衡的设定。讲解使用色度计和分光光度计等色彩测量仪器进行设备特征化（Characterization）的方法，并阐述如何基于特征化数据生成或修改ICC Profile，以实现系统级的色彩准确性控制。 第十章：面向应用的前沿方法 本章探讨了新兴的计算摄影和计算机视觉技术在色彩处理中的集成应用。包括基于深度学习的色彩恒常性估计、场景重建中的光照模型与材质分解，以及在视频处理中实现实时、跨平台的色彩转换优化方案。讨论了色彩作为重要特征在图像检索和分类任务中的利用潜力。 总结 本书为读者提供了一条从基础物理学到高级计算模型的完整学习路径，强调理论深度与工程实践的结合，使读者能够全面掌握数字图像色彩世界的复杂性和美妙之处。本书内容严格围绕色彩科学、图像量化、空间转换、色彩管理和高级处理技术展开。

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