谭平 Vision Course Note 3 Color
3. Color 颜色（6.29）
颜色——人对不同波长可见光的不同感受
可见光 Visible spectrum
可见光是电磁波谱中人眼可以感受得到的部分（频率在380～750THZ，波长在780～400nm之间），这个范围内的电磁辐射被称为可见光
可见光中不同的波长对应着不同的颜色
视锥细胞 Cones
人的视网膜中有红绿蓝三种不同的视锥细胞，它们对不同波长的光有不同的敏感程度
祝状细胞 Rods
当光线比较昏暗时，Cones难以感受到光线时，Rods可以感受颜色
物体的颜色
我们看到的物体的颜色主要取决于两点：
（1）光源（2）物体对不同波段的光的反射率（分光反照率）
分光反照率 The spectral Albedo of Surface
但是，光在频谱上的不同分布有时候可能给我们人眼造成同样的感觉
人眼看到的反射光在各个波段上的能量分布
=光源在各个波段上的能量分布 与 物体在各个波段上的反射率 作乘法
相机对颜色的感知
相机对颜色的感知原理是模拟人眼的三种视锥细胞，在每个pixel上使用三个sensor来捕捉三种不同波段的光的能量
定量化描述颜色 Specify Color Numerically
CIE XYZ色彩空间 CIE XYZ Color Space
色彩空间指用一种客观的方式叙述颜色在人眼上的感觉
定义三种主要颜色（primary color），再利用颜色叠加模型，即可叙述各种颜色
纯色光
所有的能量都集中在一个单一波长上的可见光
三色刺激值
一组X、Y、Z，这三个三色刺激值约略对应于红色、绿色和蓝色
颜色的概念可以分为两部分：明度和色度
CIE XYZ色彩空间故意设计得Y参数是颜色的明度或亮度的测量。颜色的色度接着通过两个导出参数x和y来指定，它们是所有三个三色刺激值X、Y和Z的函数所规范化的三个值中的两个：
导出的色彩空间用x, y, Y来指定，X和Z三色刺激值可以从色度值x和y与Y三色刺激值计算回来：
CIE xy色度图
RGB颜色空间
XYZ是 标准统一的，而RGB不同公司可能有不同的标准
YUV颜色空间
通过YUV三个通道应用于视频和图像的压缩
Y：亮度值
RGB，YUV各个通道对整体图像的影响是不同的，因此可以压缩对整体影响较小的通道，这是利用了人眼感知的特性
原理：用422的编码方式下，用4个bit编码Y通道，分别用2个bit编码U和V通道，因为人眼对Y通道敏感，而对U、V通道不敏感，所以这样压缩，而画面质量仍差不多
通过一个3*3矩阵可以将RGB的值转换为YUV，
相关知识：
https://zh.wikipedia.org/wiki/YUV
印刷四分色模式 CMYK（Cyan青色、Magenta洋红色、Yellow黄色、Black）
RGB是三原色做加法得到所要的颜色
CMY是三原色做减法得到所要的颜色——打印机用DMYK
相关知识：
https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%8D%B0%E5%88%B7%E5%9B%9B%E5%88%86%E8%89%B2%E6%A8%A1%E5%BC%8F
彩色相机原理 Capture Color Image
最早的彩色照片是通过使用滤光片（红绿蓝）拍摄三张然后再合成；
后来使用棱镜来分光，配置3类传感器；后来通过像素差值（另一种说法，demosaicing）来实现，其中，绿色像素较多，是因为人对绿色更敏感，保证绿色通道的精度
有关颜色的研究课题 Correlational Research
Switchable Primaries Using Shiftable Layers of Color Filter Arrays. Behzad Sajadi, Aditi Majumder, Kazuhiro Hiwada, Atsuto Maki, Ramesh Raskar ACM Transactions on Graphics (SIGGRAPH), 2011.
– 通过两层滤波的错位，实现不同的相机颜色模型（充分利用感光原件，减少对图像质量少的传感器）
Polarimetric Dense Monocular SLAM， CVPR 2018
– 通过偏振，可以去掉雾、反光等；利用偏振相机做三维重建，完整、光滑（去噪声、无空洞）
A prism-based system for multispectral video acquisition, ICCV.2009
– 多光谱相机可用于活体检测（不再需要眨眼和张嘴），因为皮肤对光的散射。
–古籍文档处理，对于篡改过的图像分离。
彩色相机原理、有关颜色的研究课题笔记来源互联网博客
原文链接：https://blog.csdn.net/u013235582/article/details/100167620
