假彩色

假彩色又稱彩色合成，是圖像增強的處理方法之一，是將多譜段黑白圖像變為彩色圖像的處理技術。一般是三色合成， 也可兩色或四色合成。

基本介紹

• 中文名：假彩色
• 外文名：false colour
• 相關人物：Toet
• 別稱：彩色合成
• 作用：將多譜段黑白圖像變為彩色圖像
• 套用：圖像增強、遙感技術

假彩色介紹

假彩色又稱彩色合成，是用同一地區或景物的不同波段的黑白（分光）圖像，分別通過不同的濾光系統，使其相應影像準確地重合，生成該地區或景物的彩色圖像的技術過程。彩色合成首先必須得到同一地區或景物的分光（或不同波段的）負片，然後根據合成所採用的技術方法，選用分光正片或負片，再經分別濾光或加色，並準確重合後得到彩色圖像。若取得分光負片和彩色合成所採用的濾光系統不一致又不一一對應，得到圖像的彩色與實際彩色則不一致，稱為假彩色。

假彩色是圖像增強的處理方法之一，是將多譜段黑白圖像變為彩色圖像的處理技術。一般是三色合成， 也可兩色或四色合成。合成方法有：直接使用光學方法和使用計算機的數字處理方法兩種。前者將一組黑白透明圖片放入配有特定的紅、綠、藍三色濾光片的光學系統內，投影到同一螢幕上，使圖像精確重合，形成彩色圖像。數字處理合成法是令三圖像的像元亮度值變換為紅、綠、藍三基色的彩色編碼去控制彩色顯示設備，形成彩色圖像.其顏色組合是任意的。根據合成圖像的彩色與實際景物自然彩色的關係，可分為真彩色合成與假彩色合成.當三圖像的信號與自然景物三色光對應，合成結果為真彩色或逼近真彩色;如不對應或缺少某一色光時，則為假彩色。真彩色合成使圖像目標顏色符合人眼觀察自然景物的習慣；假彩色合成則由於原圖像不受限制而形式多樣，合成結果彩色鮮明、特徵突出。

膠片假彩色

假彩色照相就是通過照相系統把目標記錄在彩紅外膠片上。彩紅外膠片是一種含有感紅外線乳劑的多層彩色膠捲。彩紅外片又稱為“假彩色片“。彩紅外膠片的結構如圖所示。上層為紅外乳劑層，能感紅外輻射和蘭光，產生青色正像; 中層為感綠乳劑層，感綠光和蘭光，產生黃色正像; 下層為感紅乳劑層，感紅光和蘭光，產生品紅色正像。這種膠片沒有黃色濾光層，因此在使用時，必須在相機鏡頭前加上黃色濾光鏡( 黃-18或雷登-12) ，以消除蘭光的影響，突出紅光和紅外波段，增強揭露偽裝綠的能力。

彩紅外膠片的3層乳劑層各自只對一種基本色( 紅外、紅、綠) 的波段產生感光作用，從被攝對象射來的複合光，根據它對彩色感光材料的作用分為3種光譜成分，每種成分僅僅在感受此種光譜區光線的這一乳劑層造成潛像，通過顯影、漂白、定影、沖洗，最終在感光層上只留下由染料形成的影像。各感光層影像的顏色不同，與被攝物色彩的對應關係如圖所示。

假彩色照相主要利用綠色植物和人工綠在近紅外波段的反射差異來揭露人工綠的。生長茂盛的綠色植物所含的葉綠素在近紅外波段具有很高的反射率，在照片上呈現為多層次的紅色; 而普通在近紅外波段反射率低的人工綠，在照片上則呈現為蘭綠色。當然也有人工綠即使近紅外反射很高，卻也不顯示紅色，這主要與膠片的感光度、人工綠光譜反射曲線等有關。

數碼假彩色

數字圖像由很多像素組成，是一個二維的像素矩陣，點陣圖就是採用位映象方法顯示和存儲的圖象。點陣圖的彩色信號是有三原色RGB組成。自然界中的所有顏色都是由紅、綠、藍(R、G、B) 組合而成。24位彩色圖片實際的點陣圖數據，在頭檔案54個位元組以後就是每個像素的RGB值，每個像素占3個位元組，分別記錄R值、G值、B值，實際處理時，只需要讀取相應的值就可以。

從BMP檔案格式可知，實際圖像上每個像素的RGB值是按規定位置放置的，這就給數碼假彩色成像帶來了簡單方便的處理方法。根據膠片假彩色照片的原理: 反射綠光的物體其影像為蘭色，反射紅光的物體其影像為綠色，反射近紅外線的物體其影像則為紅色，所以只要找到每個像素的綠、紅、近紅外值，對它們進行數據處理和移位排列，便可得到數碼假彩色照片。即對得到的綠、紅、近紅外值進行光譜回響校正和歸一化處理，並將近紅外值放到檔案的紅光區位置、紅光值放到檔案綠光區位置、綠光值放到檔案藍光區位置，這樣經過重新組合的BMP檔案就是理想的數碼假彩色照片了。

融合方法

人的視覺系統只能區別 20 幾種不同等級的灰度值，但是人眼對顏色回響強烈，可以識別上千種，人眼對於彩色的識別要遠遠高於灰度。倘若能利用人類視覺的這一特性，將灰度圖像轉變成彩色圖像，無疑會大大地改善圖像的可視性。基於小波分解的融合方法固然能使融合圖像的細節信息增增加，對比度增強，但是醫學圖像融合技術發展的最終用戶是人。因此當灰度圖像融合技術發展到一定的水平時，受人眼生理特性的限制，之後細節信息有更大的提高也不會提高醫生對病情診斷和病灶定位的準確度，因為醫生無法再看到更多的細節。因此，在得到較好的灰度融合圖像之後，對其進行假彩色化十分有必要，這樣既可以提高醫生的工作效率，也可以提高醫生對病情診斷和病灶定位的準確度。

Toet和他的同事根據生物學原理中的顏色對抗原理，提出了一種假彩色的圖像融合方法，是一種比較經典的方法。其主要的原理就是採用色差來增強圖像的細節信息。比如說，對兩幅圖像 A 和 B 進行處理時，首先找到兩幅圖像的共同的部分 C，再從原始圖像中分別減去共同的部分，這樣就得到了兩幅圖像各自特有的部分，然後再利用兩幅原始圖像減去對方的特有部分，這樣就可以增強圖像的一些細節信息。最後把得到的圖像分別送到 RGB 三個不同的顏色通道中，進行假彩色顯示，就可以得到得到假彩色融合之後的圖像。