數位色彩工程學（06257）
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內容簡介
本書描述的是色彩工程應用於數位影像工程之相關內容。 第1章、第2章，是解說關於第3章之後的內容所需要的色彩工程的基礎項目。 第3章至第6章，描述關於色彩工程在數位影像工程的應用例子。 第4章到第6章是利用很多的開發實例，對相關的色彩處理技術進行解說。 本書的內容是從色彩的基礎理論到應用演算法為止所組成，相信對於影像處理的專家或學生會是一本有用的參考書。
目錄
第1章 光與視覺的關係
1.1 電磁波、光與色彩的關係 1
1.1.1 輻射能量（標記： ） 2
1.1.2 輻射通量（標記： ） 2
1.2 可見光與色彩的關係 3
1.3 光的相關用語 4
1.3.1 光譜輻射通量（頻譜分佈）（標記： ） 4
1.3.2 光束/光通量（標記： ） 5
1.3.3 光通量與光譜輻射通量的關係 5
1.3.4 視感度、光通量、輻射通量的關係 5
1.3.5 比視感度 6
1.3.6 光度（標記：I） 7
1.3.7 照度（標記：E） 8
1.3.8 光通量發散度（標記：M） 8
1.3.9 輝度（標記： ） 8
1.3.10 伽馬(gamma, )補償 9
1.3.11 光的反射、透射與吸收 9
1.3.12 完全擴散面 10
1.3.13 完全擴散反射面 11
1.3.14 色溫度*2 11
1.4 視覺 14
1.4.1 由視覺所能得到資訊的性質*2 14
1.4.2 視覺的明暗特性*2 15
1.5 標準光源 16
1.5.1 標準光源的種類*2 16
1.5.2 標準光源的例子 16
1.5.3 產生可見光的光源 18
第2章 色彩的知覺與表色系
2.1 視覺系統與色彩的知覺*2 *3 21
2.1.1 眼球 21
2.1.2 視神經系統 23
2.1.3 大腦視神經區 23
2.2 表色系的種類 24
2.2.1 顯色系 24
2.2.2 混色系 25
2.3 以混色來表示顏色 26
2.3.1 三色表色系的顏色訊號 26
2.3.2 以3色表色系來表示顏色 26
2.3.3 色度座標 29
2.3.4 單色光刺激與光譜三刺激值 30
2.3.5 配色函數 31
2.3.6 混色的國際基準 31
2.3.7 相反顏色的反應 34
2.3.8 減法混色 34
2.4 CIE-XYZ表色系 35
2.4.1 CIE (1931) XYZ表色系 35
2.4.2 CIE (1964)補助標準表色系 37
2.5 表色系的轉換 39
2.5.1 原刺激的轉換 39
2.5.2 三刺激值的轉換 39
2.5.3 RGB表色系轉換至XYZ表色系 40
2.5.4 轉換為XYZ表色系的數值計算 41
2.6 透過均等色彩（均質色彩）空間的表色系 45
2.6.1 CIE 1960 UCS色度圖 46
2.6.2 CIE 1964 U*V*W*色度圖 47
2.6.3 CIE 1976 L*a*b*色度圖 47
2.6.4 CIE 1976 L*u*v*色度圖 48
2.6.5 其他經過改良的色度圖 48
第3章 數位影像的色彩重現與國際標準
3.1 基於三原色理論之色彩重現系統的考量 51
3.1.1 CIE 1931 XYZ表色系與色彩重現的關係 51
3.1.2 基於使用單色光的原刺激的混色方法將色彩重現的原理 52
3.1.3 基於使用非單色光的原刺激的混色方法將色彩重現 54
3.2 XYZ 3原色與RGB 3原色的關係與相互轉換 55
3.2.1 RGB的3原刺激至XYZ的3原刺激之計算 55
3.2.2 XYZ的3原刺激值轉換至RGB的3原刺激值 60
3.3 數位色彩重現系統的特徵 60
3.3.1 有限位元寬度與顯示器的伽馬特性 60
3.3.2 非線性資料的傳送、記錄的必要性 62
3.3.3 伽馬補償的實現方法 65
3.3.4 輝度與色差訊號的導入 66
3.3.5 彩色影像表現的國際標準化與數位色彩重現系統 67
3.4 HDTV電視的國際標準與色彩的重現 71
3.4.1 3原色的色度座標與白色點 72
3.4.2 伽馬補償 73
3.4.3 輝度、色差訊號的產生 75
3.4.4 輝度、色差的訊號的標準化 76
3.4.5 接收設備端的訊號復原處理 77
3.5 SDTV電視的國際標準與色彩的重現 79
3.5.1 輝度、色差訊號的產生 79
3.5.2 正規化與標準化處理 81
3.5.3 接收設備端的訊號復原處理 82
3.6 多媒體預設色彩空間sRGB的國際標準 83
3.6.1 sRGB標準之目的 83
3.6.2 sRGB標準螢幕與標準觀測環境 85
3.6.3 sRGB的編碼處理 87
3.6.4 sRGB的解碼處理 90
3.7 sRGB的延伸色彩空間bg-sRGB 92
3.7.1 bg-sRGB標準之目的 92
3.7.2 bg-sRGB編碼 93
3.7.3 bg-sRGB解碼 95
3.7.4 bg-sRGB色彩空間與sRGB標準色彩空間的相互轉換 97
3.8 sRGB的延伸色彩空間sYCC 98
3.8.1 sYCC標準的目的 98
3.8.2 sYCC的編碼 99
3.8.3 sYCC解碼 101
3.9 視頻訊號的延伸色彩空間xvYCC 103
3.9.1 xvYCC標準的目的 103
3.9.2 xvYCC標準的標準螢幕 105
3.9.3 xvYCC編碼 105
3.9.4 xvYCC解碼 108
3.9.5 xvYCC輝度訊號Y的處理方法 110
3.10 總結 111
3.10.1 國際標準的設計思維 111
3.10.2 各種標準的比較 113
3.10.3 色域與色彩的表現能力 114
第4章 數位影像的色彩補償技術
4.1 明度、彩度、色相的調整技術 119
4.1.1 明度、彩度、色相的定量化 119
4.1.2 明度、彩度、色相的調整技術 124
4.2 膚色補償技術 131
4.3 藍色的擴張技術 137
4.4 6軸的色彩補償技術 141
4.4.1 六軸的定義 141
4.4.2 6軸的色彩補償方法 146
4.4.3 6軸的色彩補償效果 149
4.5 使用線性訊號的影像處理系統 151
4.5.1 系統的組成 151
4.5.2 色彩空間轉換 152
4.5.3 逆伽馬處理 154
4.6 使用YCbCr以外的色彩空間之影像處理系統 156
4.6.1 於HSV色彩空間的影像處理系統 156
4.6.2 在L*a*b* / 色彩空間的影像處理系統 160
第5章 數位影像的色彩重現技術
5.1 螢幕的白色點之表現 167
5.1.1 固有白色點的表現 167
5.1.2 指定白色點的表現方法 169
5.1.3 指定白色點的實現方法 171
5.1.4 不同白色點的輝度變化 173
5.2 螢幕的白色點的調整技術 174
5.2.1 固有白色點的 轉換 174
5.2.2 D65白色點的 轉換 176
5.2.3 白色點的調整係數之計算 178
5.2.4 白色點的調整效果 180
5.2.5 白色點調整前後的色域變化 181
5.2.6 因白色點調整的輝度的降低 183
5.3 螢幕的色溫度調整技術 184
5.4 數位相機的白平衡補償技術 186
5.4.1 白平衡的原理 186
5.4.2 白平衡的實現方法 188
5.4.3 用色度座標白平衡的實現方法 190
5.5 於色域轉換的色彩重現技術 192
5.5.1 使用白色點調整技術於不同色域間的色彩重現方法 192
5.5.2 使用色域轉換的色彩重現技術 194
5.5.3 利用色域轉換技術之色彩重現的應用例子 200
5.5.4 廣色域螢幕的色彩重現效果 204
5.6 透過色域對應之色彩重現技術 205
5.6.1 xyY色彩空間之色域對應 206
5.6.2 於RGB色彩空間之色域對應技術 212
第6章 多原色訊號處理技術
6.1 多原色的特徵 219
6.1.1 於色彩重現之多原色的冗長性 219
6.1.2 透過色彩理論的限制之冗長性的排除 222
6.2 多原色螢幕的白平衡調整技術 223
6.2.1 多原色訊號處理 223
6.2.2 主要組3原色的xyY色彩空間分佈 224
6.2.3 次要組3原色的xyY色彩空間的分佈 225
6.2.4 多原色xyY色彩空間的分佈 226
6.2.5 主要組3原色的白平衡調整方法 229
6.2.6 次要組3原色的白平衡調整方法 230
6.2.7 多原色的白平衡的調整方法 231
6.2.8 多原色的白平衡調整的實現方法 233
6.3 利用3原色混色原理之多原色訊號處理技術 235
6.3.1 多原色訊號處理系統的組成 235
6.3.2 從3原色XYZ至多原色的轉換處理 235
6.3.3 多原色值的範圍之調整處理 236
6.3.4 色
1.1 電磁波、光與色彩的關係 1
1.1.1 輻射能量（標記： ） 2
1.1.2 輻射通量（標記： ） 2
1.2 可見光與色彩的關係 3
1.3 光的相關用語 4
1.3.1 光譜輻射通量（頻譜分佈）（標記： ） 4
1.3.2 光束/光通量（標記： ） 5
1.3.3 光通量與光譜輻射通量的關係 5
1.3.4 視感度、光通量、輻射通量的關係 5
1.3.5 比視感度 6
1.3.6 光度（標記：I） 7
1.3.7 照度（標記：E） 8
1.3.8 光通量發散度（標記：M） 8
1.3.9 輝度（標記： ） 8
1.3.10 伽馬(gamma, )補償 9
1.3.11 光的反射、透射與吸收 9
1.3.12 完全擴散面 10
1.3.13 完全擴散反射面 11
1.3.14 色溫度*2 11
1.4 視覺 14
1.4.1 由視覺所能得到資訊的性質*2 14
1.4.2 視覺的明暗特性*2 15
1.5 標準光源 16
1.5.1 標準光源的種類*2 16
1.5.2 標準光源的例子 16
1.5.3 產生可見光的光源 18
第2章 色彩的知覺與表色系
2.1 視覺系統與色彩的知覺*2 *3 21
2.1.1 眼球 21
2.1.2 視神經系統 23
2.1.3 大腦視神經區 23
2.2 表色系的種類 24
2.2.1 顯色系 24
2.2.2 混色系 25
2.3 以混色來表示顏色 26
2.3.1 三色表色系的顏色訊號 26
2.3.2 以3色表色系來表示顏色 26
2.3.3 色度座標 29
2.3.4 單色光刺激與光譜三刺激值 30
2.3.5 配色函數 31
2.3.6 混色的國際基準 31
2.3.7 相反顏色的反應 34
2.3.8 減法混色 34
2.4 CIE-XYZ表色系 35
2.4.1 CIE (1931) XYZ表色系 35
2.4.2 CIE (1964)補助標準表色系 37
2.5 表色系的轉換 39
2.5.1 原刺激的轉換 39
2.5.2 三刺激值的轉換 39
2.5.3 RGB表色系轉換至XYZ表色系 40
2.5.4 轉換為XYZ表色系的數值計算 41
2.6 透過均等色彩（均質色彩）空間的表色系 45
2.6.1 CIE 1960 UCS色度圖 46
2.6.2 CIE 1964 U*V*W*色度圖 47
2.6.3 CIE 1976 L*a*b*色度圖 47
2.6.4 CIE 1976 L*u*v*色度圖 48
2.6.5 其他經過改良的色度圖 48
第3章 數位影像的色彩重現與國際標準
3.1 基於三原色理論之色彩重現系統的考量 51
3.1.1 CIE 1931 XYZ表色系與色彩重現的關係 51
3.1.2 基於使用單色光的原刺激的混色方法將色彩重現的原理 52
3.1.3 基於使用非單色光的原刺激的混色方法將色彩重現 54
3.2 XYZ 3原色與RGB 3原色的關係與相互轉換 55
3.2.1 RGB的3原刺激至XYZ的3原刺激之計算 55
3.2.2 XYZ的3原刺激值轉換至RGB的3原刺激值 60
3.3 數位色彩重現系統的特徵 60
3.3.1 有限位元寬度與顯示器的伽馬特性 60
3.3.2 非線性資料的傳送、記錄的必要性 62
3.3.3 伽馬補償的實現方法 65
3.3.4 輝度與色差訊號的導入 66
3.3.5 彩色影像表現的國際標準化與數位色彩重現系統 67
3.4 HDTV電視的國際標準與色彩的重現 71
3.4.1 3原色的色度座標與白色點 72
3.4.2 伽馬補償 73
3.4.3 輝度、色差訊號的產生 75
3.4.4 輝度、色差的訊號的標準化 76
3.4.5 接收設備端的訊號復原處理 77
3.5 SDTV電視的國際標準與色彩的重現 79
3.5.1 輝度、色差訊號的產生 79
3.5.2 正規化與標準化處理 81
3.5.3 接收設備端的訊號復原處理 82
3.6 多媒體預設色彩空間sRGB的國際標準 83
3.6.1 sRGB標準之目的 83
3.6.2 sRGB標準螢幕與標準觀測環境 85
3.6.3 sRGB的編碼處理 87
3.6.4 sRGB的解碼處理 90
3.7 sRGB的延伸色彩空間bg-sRGB 92
3.7.1 bg-sRGB標準之目的 92
3.7.2 bg-sRGB編碼 93
3.7.3 bg-sRGB解碼 95
3.7.4 bg-sRGB色彩空間與sRGB標準色彩空間的相互轉換 97
3.8 sRGB的延伸色彩空間sYCC 98
3.8.1 sYCC標準的目的 98
3.8.2 sYCC的編碼 99
3.8.3 sYCC解碼 101
3.9 視頻訊號的延伸色彩空間xvYCC 103
3.9.1 xvYCC標準的目的 103
3.9.2 xvYCC標準的標準螢幕 105
3.9.3 xvYCC編碼 105
3.9.4 xvYCC解碼 108
3.9.5 xvYCC輝度訊號Y的處理方法 110
3.10 總結 111
3.10.1 國際標準的設計思維 111
3.10.2 各種標準的比較 113
3.10.3 色域與色彩的表現能力 114
第4章 數位影像的色彩補償技術
4.1 明度、彩度、色相的調整技術 119
4.1.1 明度、彩度、色相的定量化 119
4.1.2 明度、彩度、色相的調整技術 124
4.2 膚色補償技術 131
4.3 藍色的擴張技術 137
4.4 6軸的色彩補償技術 141
4.4.1 六軸的定義 141
4.4.2 6軸的色彩補償方法 146
4.4.3 6軸的色彩補償效果 149
4.5 使用線性訊號的影像處理系統 151
4.5.1 系統的組成 151
4.5.2 色彩空間轉換 152
4.5.3 逆伽馬處理 154
4.6 使用YCbCr以外的色彩空間之影像處理系統 156
4.6.1 於HSV色彩空間的影像處理系統 156
4.6.2 在L*a*b* / 色彩空間的影像處理系統 160
第5章 數位影像的色彩重現技術
5.1 螢幕的白色點之表現 167
5.1.1 固有白色點的表現 167
5.1.2 指定白色點的表現方法 169
5.1.3 指定白色點的實現方法 171
5.1.4 不同白色點的輝度變化 173
5.2 螢幕的白色點的調整技術 174
5.2.1 固有白色點的 轉換 174
5.2.2 D65白色點的 轉換 176
5.2.3 白色點的調整係數之計算 178
5.2.4 白色點的調整效果 180
5.2.5 白色點調整前後的色域變化 181
5.2.6 因白色點調整的輝度的降低 183
5.3 螢幕的色溫度調整技術 184
5.4 數位相機的白平衡補償技術 186
5.4.1 白平衡的原理 186
5.4.2 白平衡的實現方法 188
5.4.3 用色度座標白平衡的實現方法 190
5.5 於色域轉換的色彩重現技術 192
5.5.1 使用白色點調整技術於不同色域間的色彩重現方法 192
5.5.2 使用色域轉換的色彩重現技術 194
5.5.3 利用色域轉換技術之色彩重現的應用例子 200
5.5.4 廣色域螢幕的色彩重現效果 204
5.6 透過色域對應之色彩重現技術 205
5.6.1 xyY色彩空間之色域對應 206
5.6.2 於RGB色彩空間之色域對應技術 212
第6章 多原色訊號處理技術
6.1 多原色的特徵 219
6.1.1 於色彩重現之多原色的冗長性 219
6.1.2 透過色彩理論的限制之冗長性的排除 222
6.2 多原色螢幕的白平衡調整技術 223
6.2.1 多原色訊號處理 223
6.2.2 主要組3原色的xyY色彩空間分佈 224
6.2.3 次要組3原色的xyY色彩空間的分佈 225
6.2.4 多原色xyY色彩空間的分佈 226
6.2.5 主要組3原色的白平衡調整方法 229
6.2.6 次要組3原色的白平衡調整方法 230
6.2.7 多原色的白平衡的調整方法 231
6.2.8 多原色的白平衡調整的實現方法 233
6.3 利用3原色混色原理之多原色訊號處理技術 235
6.3.1 多原色訊號處理系統的組成 235
6.3.2 從3原色XYZ至多原色的轉換處理 235
6.3.3 多原色值的範圍之調整處理 236
6.3.4 色
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