BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
Khoa Công Nghệ Thông Tin
- - - - -o0o- - - - -
BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN MÔN
XỬ LÝ ẢNH
ĐỀ TÀI:Cảm Nhận Và Biểu Diễn Mầu Sắc
Giáo viên hướng dẫn : Trần Hùng Cường
Sinh viên thực hiện : Nhóm 8
Nguyễn Tân Thành
Nguyễn Trường Tam
Nguyễn Thị Hạ
Đào Minh Thưởng
Lớp : Tin6_k11
Hà Nội:04/01/2012
Bài tập lớn môn Xử lý ảnh GVHD: Trần Hùng
Cường
MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU 4
4
1. Ánh sáng, màu sắc 5
1.1 Ánh sáng 5
1.1.1 Khái niệm 5
1.1.2 Tính chất của ánh sáng 6
1.2. Màu sắc 6
2. Cảm nhận ánh sáng và chuyển động 7
2.1. Cấu tạo mắt 7
2.2 Vì sao ta nhìn thấy màu sắc các vật 12
2.3 Cảm nhận chuyển động 14
3. Các hệ biểu diễn màu 16
3.1 Mô hình màu RGB 16

quan sát thế giới và những cảm nhận thường mang nặng tính chủ quan phụ thuộc vào
từng cá nhân. Xét về mặt sinh lý điều đó cũng có nhiều điểm đúng. Khi chúng ta nhận
thế giới thì thực chất các xúc giác chúng ta thu tín hiệu rồi từ đó truyền lên não để não
xử lý tùy theo “kinh nghiệm” có được trước đó vì thế mới có chuyện cùng 1 hình ảnh
nhưng người này bảo màu này nhưng người kia lại nói nó mang màu sắc khác.
Trong nội dung của bài tập lớn này chúng em ngoài việc giới thiệu về cơ quan cảm
nhận hình ảnh chính của con người: con mắt cùng với việc miêu tả khả năng cảm nhận
của nó như thế nào còn giới thiệu thêm về các “cách nhìn nhận” hình ảnh ở đây thực
chất là các hệ biểu diễn màu khác nhau. Từ đó đem lại cái nhìn từ mặt kỹ thuật về sự
cảm nhận và biểu diễn màu sắc.
Cảm ơn thầy Trần Hùng Cường đã giúp đỡ nhóm trong quá trình thực hiện bài tập lớn
này!

Nhóm 8_Tin6_k11 Page 4 Cảm nhận và biểu diễn mầu sắc
Bài tập lớn môn Xử lý ảnh GVHD: Trần Hùng
Cường
1. Ánh sáng, màu sắc
1.1 Ánh sáng
1.1.1 Khái niệm
Ánh sáng là từ phổ thông dùng để chỉ các bức xạ điện từ có bước sóng nằm trong vùng
quang phổ nhìn thấy được bằng mắt thường (tức là từ khoảng 400 nm đến 700 nm).
Giống như mọi bức xạ điện từ, ánh sáng có thể được mô tả như những đợt sóng hạt
chuyển động gọi là photon. Ánh sáng do Mặt Trời tạo ra còn được gọi là ánh nắng (hay
còn gọi là ánh sáng trắng bao gồm nhiều ánh sáng đơn sắc biến thiên liên tục từ đỏ đến
tím); ánh sáng Mặt Trăng mà chúng ta thấy được gọi là ánh trăng thực tế là ánh sáng
do mặt trời chiếu tới mặt trăng phản xạ đi tới mắt người; do đèn tạo ra còn được gọi là
ánh đèn; do các loài vật phát ra gọi là ánh sáng sinh học.
Nhóm 8_Tin6_k11 Page 5 Cảm nhận và biểu diễn mầu sắc
Bài tập lớn môn Xử lý ảnh GVHD: Trần Hùng
Cường

thị nguyên thủy, phát triển và lồi dần ra phía trước tạo thành võng mạc, thể thủy tinh và
Nhóm 8_Tin6_k11 Page 7 Cảm nhận và biểu diễn mầu sắc
Bài tập lớn môn Xử lý ảnh GVHD: Trần Hùng
Cường
các thành phần hoàn chỉnh khác. Cặp mắt là một trong năm giác quan quan trọng, giúp
con người quan sát và kiểm soát môi trường chung quanh.
Mắt người nằm trong hai lỗ hốc hai bên sống mũi, trên có gò lông mày và trán, dưới
giáp xương má. Màng mạc bọc xương của hốc mắt nối tiếp bên sau với màng cứng của
não, bọc theo dai dây thần kinh thị giác. Bên ngoài có hai mí mắt khi nhắm lại che kín
hốc mắt. Mí trên có lông mi dài cong, lông mi của mí dưới ít hơn và ngắn hơn. Bên
trong hốc mắt có các tuyến nước mắt, các bắp thịt di chuyển mắt, trong cùng là các mô
mỡ chêm đệm không cho mắt bị kéo vào phía sau bởi các bắp thịt.
Nhãn cầu gồm 3 lớp màng có tên gọi là:
• Màng ngoài gồm củng mạc và phía trước biến đổi thành giác mạc.
• Màng giữa là màng bồ đào, thân bè và mạch lạc mạc, chứa nhiều mạch máu,
phía trước dày lên thành cơ thể mi và mống mắt.
• Màng trong là võng mạc, chứa các tế bào nhận cảm ánh sáng là tế bào gậy và tế
bào nón.
Thể thủy tinh giữ vai trò của một thấu kính để hội tụ ánh sáng trên võng mạc. Nó được
treo bởi các dây chằng tròn với cơ thể mi. Giữa giác mạc và thể thủy tinh là thủy dịch,
giữa thể thủy tinh và võng mạc là dịch kính. Cả hai chất dịch này giữ cho mắt không bị
xẹp.
Chỗ hõm giữa giác mạc và mống mắt được gọi là tiền phòng, đối lại chỗ hõm đóng kín
quanh sau mống mắt và phần thắt ngang thủy tinh thể (thấu kính mắt) được gọi là hậu
phòng. Cả hai phòng đều chứa đầy thủy dịch.
Lỗ tròn giữa màng mống mắt được gọi là con ngươi. Phần lớn nhất của hõm sau thủy
tinh thể chứa đầy một chất trong suốt gọi là dịch kính (corpus vitreum). Cái băng đỡ
Nhóm 8_Tin6_k11 Page 8 Cảm nhận và biểu diễn mầu sắc
Bài tập lớn môn Xử lý ảnh GVHD: Trần Hùng
Cường

(refleksa pupilrigideco), (con ngươi của Argyll Robertson) là trạng thái lạ thường,
trong đó con ngươi bé lại, thị lực tương đối tốt, phản ứng hội tụ được giữ lại và chỉ có
mất phản ứng ánh sáng và thường thấy biến chứng giang mai được gọi là chứng ta bét
lưng (dorsa tabeco) hoặc chứng bại liệt nói chung.
Sau khi rời khỏi mắt, các dây thần kinh từ phân nửa võng mạc phía mũi giao thoa tại
giao thoa thị. Sau giao thoa thị là các giải thị đến tận cùng tại thể gối ngoài. Từ thể gối
ngoài các tia thị đến thùy chẩm vỏ não.
Đường chéo các xung động, gọi là đường cảm nhận thị giác là đều đặn nhất. Những sợi
quang học giao chéo nhau (kiasmo) dưới đáy não quanh tuyến yên và lên đến trung tâm
nhìn thứ nhất (4 mấu lồi và mấu cạnh hình đầu gối). Xuyên qua trung tâm nhìn thứ
nhất những sợi thần kinh mới cuối cùng lên đến trung tâm nhìn sau gáy qua các vòng
Meyer và các tia nhìn Gratiolet vùng chẩm.
Nhóm 8_Tin6_k11 Page 10 Cảm nhận và biểu diễn mầu sắc
Bài tập lớn môn Xử lý ảnh GVHD: Trần Hùng
Cường
Nhóm 8_Tin6_k11 Page 11 Cảm nhận và biểu diễn mầu sắc
Bài tập lớn môn Xử lý ảnh GVHD: Trần Hùng
Cường
2.2 Vì sao ta nhìn thấy màu sắc các vật
Sự kích thích ánh sáng phù hợp với mắt là những tia sáng nhìn được, có nghĩa là có độ
sóng dài khoảng 400 đến 700nm (nanomatroj: nanômét). Sự kích thích đó được tiếp
nhận trước hết do tế bào thị giác võng mạc được gọi là tế bào hình kim và gai thị rồi
thần kinh thị giác chuyển xung động lên đến trung tâm nhìn trong sọ não.
Khi ánh sáng chiếu vào một vật, nó có thể bị vật phản xạ, hấp thụ, hoặc cho đi qua.
Chiếu một chùm ánh sáng trắng vào một vật:
• Nếu vật phản xạ tất cả ánh sáng có bước sóng khác nhau chiếu vào nó, thì theo
hướng phản xạ ta sẽ nhìn thấy vật có màu trắng.
• Nếu vật hấp thụ tất cả các ánh sáng có bước sóng khác nhau chiếu tới, thì theo
hướng phản xạ hoặc truyền qua ta nhìn thấy nó có màu đen.
Nhóm 8_Tin6_k11 Page 12 Cảm nhận và biểu diễn mầu sắc

Ánh sáng phản xạ hay truyền qua đối tượng được mắt người ghi nhận và chuyển thành
các xung thần kinh kích hoạt cảm nhận màu trong bộ não.
Võng mạc của mắt người có vô vàn tế bào nhạy sáng. Có hai loại tế bào: tế bào hình
que và tế bào hình nón. Tế bào hình que phân biệt độ sáng tối trong khi tế bào hình nón
ghi nhận màu sắc. Có 3 loại tế bào hình nón, 1 loại phản ứng các bước sóng cố định
trong dải quang phổ từ 400 đến 500 nm cho cảm giác màu Blue; một loại phản ứng với
bước sóng từ 500 đến 600nm cho cảm giác màu Green và một loại phản ứng với bước
sóng từ 600 đến 700nm cho cảm giác màu Red.
2.3 Cảm nhận chuyển động
Mắt người cảm nhận hình ảnh và truyền lên não để xử lý quá trình đó cần một khoảng
thời gian nhất định. Khi quan sát chuyển động thực tế là ta quan sát hình ảnh của vật tại
những thời điểm khác nhau liên tiếp, sự sai khác nhau rất nhỏ của những hình ảnh này
sẽ đem tới cho ta cảm giác sự vật đang chuyển động.
Với mắt người khi ta quan sát được 24 (hoặc nhiều hơn) hình ảnh của vật trong 1 giây
thì mắt sẽ cảm nhận được vật đó đang chuyển động một cách “trơn tru” không có cảm
giác bị “giật”. Điều này được sử dụng nhiều trong làm phim hoạt hình nhất là các phim
theo dạng vẽ, các họa sĩ sẽ vẽ các hình với sự thay đổi sai khác nhau rất ít sau đó để
chúng lại cạnh nhau và lướt máy quay hoặc thay đổi các hình lần lượt với tốc độ không
nhỏ hơn 24 hình trong 1 giây từ đó tạo cho người xem có cảm giác về nhân vật hay
hoạt cảnh nào đó đang chuyển động.
Tuy nhiên nhiều khi có thể hình ảnh này chưa xử lý xong thì hình ảnh khác đã được
tiếp nhận tạo nên những cảm nhận không được chính xác khi quan sát những chuyển
động tạo cảm giác sai lệch ví như các bạn xem trên màn ảnh những nan hoa của bánh
Nhóm 8_Tin6_k11 Page 14 Cảm nhận và biểu diễn mầu sắc
Bài tập lớn môn Xử lý ảnh GVHD: Trần Hùng
Cường
xe bò chạy nhanh hay của một chiếc ô tô du lịch đang phóng nhanh. Khi đó bạn sẽ thấy
một hiện tượng kỳ quái ô tô lao rất nhanh nhưng bánh xe của nó thì quay rất chậm có
khi còn không quay thậm chí quay theo chiều ngược lại. Điều đó có thể được giải thích
như sau: khi chúng ta quan sát như vậy chúng ta không nhìn thấy nan hoa 1 cách liên

phản ứng sinh lý học của mắt người đối với ánh sáng. Mắt người có các tế bào cảm
quang có hình nón nên còn được gọi là tế bào hình nón, các tế bào này thông thường có
phản ứng cực đại với ánh sáng vàng - xanh lá cây (tế bào hình nón L), xanh lá cây (tế
bào hình nón M) và xanh lam (tế bào hình nón S) tương ứng với các bước sóng khoảng
564 nm, 534 nm và 420 nm. Ví dụ, màu vàng thấy được khi các tế bào cảm nhận màu
xanh ánh vàng được kích thích nhiều hơn một chút so với tế bào cảm nhận màu xanh lá
cây và màu đỏ cảm nhận được khi các tế bào cảm nhận màu vàng - xanh lá cây được
kích thích nhiều hơn so với tế bào cảm nhận màu xanh lá cây.
Mặc dù biên độ cực đại của các phản xạ của các tế bào cảm quang không diễn ra ở các
bước sóng của màu "đỏ", "xanh lá cây" và "xanh lam", ba màu này được mô tả như là
các màu gốc vì chúng có thể sử dụng một cách tương đối độc lập để kích thích ba loại
tế bào cảm quang.
Để sinh ra khoảng màu tối ưu cho các loài động vật khác, các màu gốc khác có thể
được sử dụng. Với các loài vật có bốn loại tế bào cảm quang, chẳng hạn như nhiều loại
chim, người ta có lẽ phải nói là cần tới bốn màu gốc; cho các loài vật chỉ có hai loại tế
bào cảm quang, như phần lớn các loại động vật có vú, thì chỉ cần hai màu gốc.
3.1.3. Biểu diễn trên máy tính
• Biểu diễn dạng số 24 bit:
Khi biểu diễn dưới dạng số, các giá trị RGB trong mô hình 24 bpp thông thường được
ghi bằng cặp ba số nguyên giữa 0 và 255, mỗi số đại diện cho cường độ của màu đỏ,
xanh lá cây, xanh lam trong trật tự như thế. Ví dụ:
− (0, 0, 0) là màu đen
Nhóm 8_Tin6_k11 Page 17 Cảm nhận và biểu diễn mầu sắc
Bài tập lớn môn Xử lý ảnh GVHD: Trần Hùng
Cường
− (255, 255, 255) là màu trắng
− (255, 0, 0) là màu đỏ
− (0, 255, 0) là màu xanh lá cây
− (0, 0, 255) là màu xanh lam
− (255, 255, 0) là màu vàng

• RGBA
Với nhu cầu về các hình ảnh ghép đã xuất hiện phương án của RGB trong đó thêm vào
kênh 8 bit dư cho độ trong suốt, vì thế tạo ra định dạng 32 bpp. Kênh trong suốt được
biết đến phổ biến hơn như là kênh alpha, vì thế định dạng này có tên là RGBA. Cũng
lưu ý rằng vì nó không thay đổi bất kỳ cái gì trong mô hình RGB, nên RGBA không
phải là một mô hình màu khác biệt, nó chỉ là định dạng tệp (file) trong đó bổ sung thêm
thông tin về độ trong suốt cùng với thông tin về màu trong cùng một tệp.
• Màu sắc trong thiết kế Web
Màu sắc được sử dụng trong thiết kế web thông thường được biểu diễn với việc sử
dụng RGB; xem các màu web để có giải thích cho việc sử dụng màu sắc trong ngôn
ngữ HTML và các ngôn ngữ liên quan khác. Ban đầu, sự giới hạn độ sâu màu của phần
lớn các màn hình đã dẫn tới sự giới hạn bảng màu là 216 màu RGB - được định nghĩa
bởi Netscape Color Cube. Tuy nhiên, với sự thống trị của các thiết bị hiển thị 24-bit,
việc sử dụng toàn bộ 16,7 triệu màu bằng các mã màu RGB trong mã HTML sẽ không
phải là vấn đề với phần lớn người sử dụng.
Nhóm 8_Tin6_k11 Page 19 Cảm nhận và biểu diễn mầu sắc
Bài tập lớn môn Xử lý ảnh GVHD: Trần Hùng
Cường
Nói ngắn gọn, bảng màu an toàn của web chứa 216 tổ hợp của đỏ, xanh lá cây, xanh
lam và mỗi màu có thể có 1 trong 6 giá trị (trong hệ thập lục phân hay số hex) là : #00,
#33, #66, #99, #CC, hay #FF. Rõ ràng là, 6<SUP>3</SUP> = 216.
Mô hình màu RGB cho HTML đã dược chấp nhận về mặt hình thức là tiêu chuẩn
Internet trong HTML 3.2, tuy nhiên nó đã được sử dụng từ trước.
3.2. Mô hình màu CMY
3.2.1. Mô hình màu CMY
Khi bật đèn bàn cho ánh sáng trắng rọi vào trang sách, bạn thấy chữ in đen trên nền
giấy trắng. Nền "trắng toát" (không có mực) là nơi ánh sáng của đèn bị giấy phản xạ
hoàn toàn trước khi đi đến mắt bạn. Chữ "đen thui" là chỗ ánh sáng của đèn bị mực hấp
thụ hoàn toàn và không thể đi đến mắt bạn. Nếu mực chỉ hấp thụ thành phần đỏ của
ánh sáng trắng, phản xạ hoàn toàn thành phần xanh chuối và xanh dương, bạn sẽ thấy

Nhóm 8_Tin6_k11 Page 21 Cảm nhận và biểu diễn mầu sắc
Bài tập lớn môn Xử lý ảnh GVHD: Trần Hùng
Cường
với cường độ khác nhau. Cường độ cao của các thành phần RGB cho ta màu trắng. Khi
cường độ của chúng bằng 0, ta có màu đen (không có ánh sáng). Trong mô hình CMY,
ta lại chú ý đến hiệu quả của các thành phần CMY trong việc trừ khử các thành phần
RGB của ánh sáng tới. Liều lượng cao của các thành phần CMY cho ta màu đen. Liều
lượng của chúng bằng 0 cho ta màu trắng (không có mực). Do vậy, người ta gọi mô
hình RGB là mô hình màu cộng tính (additive) và mô hình CMY là mô hình màu hiệu
tính (subtractive).
3.2.2 Mô hình màu CMYK
Là mô hình mở rộng của CMY ứng dụng trong máy in mầu. Giá trị đen (K) bổ xung
vào thay thế cho hàm lượng mầu bằng nhau của 3 mầu cơ bản. Từ CMYK (hay đôi khi
là YMCK) là từ viết tắt trong tiếng Anh để chỉ mô hình màu loại trừ sử dụng trong in
ấn màu. Mô hình màu này dựa trên cơ sở trộn các chất màu của các màu sau:
• C=Cyan trong tiếng Anh có nghĩa là màu xanh lơ
• M=Magenta trong tiếng Anh có nghĩa là màu hồng sẫm
• Y=Yellow trong tiếng Anh có nghĩa là màu vàng
• K=Key (trong tiếng Anh nên hiểu theo nghĩa là cái gì đó then chốt hay chủ yếu
để ám chỉ màu đen mặc dù màu này có tên tiếng Anh là black do chữ B đã được
sử dụng để chỉ màu xanh lam (blue) trong mô hình màu RGB.
Hỗn hợp của các màu CMY lý tưởng là loại trừ (các màu này khi in cùng một chỗ trên
nền trắng sẽ tạo ra màu đen). Nguyên lý làm việc của CMYK là trên cơ sở hấp thụ ánh
sáng. Màu mà người ta nhìn thấy là từ phần của ánh sáng không bị hấp thụ. Trong
CMYK hồng sẫm cộng với vàng sẽ cho màu đỏ, hồng sẫm cộng với xanh lơ cho màu
xanh lam, xanh lơ cộng với vàng sinh ra màu xanh lá cây và tổ hợp của các màu xanh
lơ, hồng sẫm và vàng tạo ra màu đen.
Nhóm 8_Tin6_k11 Page 22 Cảm nhận và biểu diễn mầu sắc
Bài tập lớn môn Xử lý ảnh GVHD: Trần Hùng
Cường

màu.
Sự giống và khác nhau giữa hai ảnh về màu sắc đối với mắt người chỉ là tương đối.
3.4. Các hệ biểu diễn màu khác
3.4.1. Mô hình HSB
Không gian màu HSB, còn gọi là không gian màu HSV, là một không gian màu dựa
trên ba số liệu:
• H: (Hue) Vùng màu
• S: (Saturation) Độ bão hòa màu
• B (hay V): (Bright hay Value) Độ sáng
Nhóm 8_Tin6_k11 Page 24 Cảm nhận và biểu diễn mầu sắc
Bài tập lớn môn Xử lý ảnh GVHD: Trần Hùng
Cường
3.4.2. Mô hình YUV
Mô hình YUV qui định một không gian màu được tạo bởi một độ sáng và hai thành
phần màu (chrominance). YUV được sử dụng trong hệ thống phát sóng truyền hình
theo chuẩn PAL, đây là chuẩn ở phần lớn các nước.
Ví dụ mặt phẳng màu U-V tại giá trị Y = 0.5, nằm trong phổ màu RGB.
Mô hình YUV giúp tạo ra màu đúng với nhận thức của con người hơn chuẩn RGB, là
loại được dùng trong các thiết bị đồ hoạ máy tính, nhưng không chuẩn bằng không
gian màu HSV.
Y đại diện cho thành phần độ sáng, U và V là đại diện cho các thành phần màu. Không
gian màu YCbCr hay YPbPr, được sử dụng trong các thiết bị phát hình, đều xuất phát
từ nó (Cb/Pb và Cr/Pr là những phiên bản biến thể của U và V), và đôi khi bị gọi một
cách không chính xác là "YUV". Không gian màu YIQ được dùng trong các hệ thống
truyền hình NTSC cũng liên quan đến nó, tuy nhiên lại đơn giản hơn nó nhiều.
Nhóm 8_Tin6_k11 Page 25 Cảm nhận và biểu diễn mầu sắc