假色或拟色(False color)是指一组用于显示彩色图像的彩色渲染方法,这些彩色图像记录在电磁波谱的可见或不可见部分。 假彩色图像是以与照片(真彩色图像)不同的颜色描绘对象的图像。

此外,伪彩色,密度切片和等值线等伪色的变体被用于通过单个灰度通道采集的数据或未描述电磁频谱部分的数据(例如浮雕图中的高度或磁性中的组织类型共振成像)。

颜色渲染的类型

真彩色
为了理解假色,看看真色背后的概念是有帮助的。 当图像提供了自然的色彩再现或接近时,它被称为真彩色图像。 这意味着图像中对象的颜色以与观察者直接查看对象相同的方式出现在人类观察者身上:绿色的树在图像中呈绿色,红色的苹果红,蓝色的天蓝色和等等。 当应用于黑白图像时,真彩色意味着主体的感知亮度在其描述中得以保留。

绝对的真彩色渲染是不可能的。 有三个主要的颜色错误来源(异构错误):

人眼和图像捕获设备(例如照相机)的不同光谱灵敏度。
物体和图像渲染过程(例如打印机或显示器)的不同光谱发射/反射。
在反射图像(如照片打印)或反射物体的情况下,光谱辐照度的差异 – 有关详细信息,请参阅显色指数(CRI)。
异构体失败的结果将是例如绿色树的图像,其显示与树本身不同的绿色阴影,红色苹果的不同阴影红色,蓝色天空的不同蓝色阴影等等上。 色彩管理(如ICC配置文件)可用于缓解物理约束条件下的这一问题。

由航天器收集的近似真彩色图像是一个例子,其中图像具有一定数量的异构体失败,因为航天器摄像机的光谱带被选择用于收集关于被研究对象的物理属性的信息,并且没有被选择捕获真彩色图像。

假彩色
与真彩色图像相反,假彩色图像会牺牲自然色彩再现,以便于检测不易识别的特征,例如使用近红外技术检测卫星图像中的植被。 虽然可以仅使用可见光谱创建假彩色图像(例如突出色差),但通常使用的一些或全部数据来自可见光谱外部的电磁辐射(EM)(例如红外线,紫外线或X射线)。 光谱带的选择取决于所研究物体的物理特性。

由于人眼使用三个光谱带(细节见三色性),所以三个光谱带通常组合成假彩色图像。 对于伪色编码,至少需要两个光谱带,并且可以将更多的波段组合到三个可视RGB波段中,而眼睛能够辨别出三个通道是限制因素。 相反,由一个光谱带构成的“彩色”图像或由非EM数据(例如,高程,温度,组织类型)构成的数据构成的图像是伪彩色图像(见下文)。

对于真彩色,来自摄像机的RGB通道(红色“R”,绿色“G”和蓝色“B”)被映射到图像的相应RGB通道,产生“RGB → RGB”映射。 对于错误的颜色,这种关系会改变。 最简单的伪彩色编码是在可见光谱中获取RGB图像,但将其映射为不同的图像,例如“GBR → RGB”。 对于地球的传统假彩色卫星图像,使用“NRG → RGB”映射,其中“N”是近红外光谱带(并且蓝色光谱带未被使用) – 这产生典型的“红色植被”错误彩色图像。

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假彩色用于卫星和太空图像:例如遥感卫星(如Landsat,见上面的例子),太空望远镜(如哈勃太空望远镜)或太空探测器(如卡西尼 – 惠更斯)。 一些具有漫游者的航天器(例如火星科学实验室好奇心)是最突出的例子,它们也有能力捕获近似的真彩色图像。 与之前提到的航天器相比,气象卫星产生的是来自可见光或红外光谱的灰度图像。

假色
通过根据表或函数将每个强度值映射到颜色,从灰度图像导出伪彩色图像(有时称为伪彩色或伪彩色)。 当单一数据通道可用时(例如温度,海拔高度,土壤组成,组织类型等),通常使用伪色,与通常用于显示三个通道数据的伪色相反。

使用伪彩色的典型例子是热成像(热成像),其中红外相机仅具有一个光谱带并且以伪色显示其灰度图像。

伪彩色的另一个熟悉的例子是在物理浮雕地图中使用高程度色彩的高程编码,其中负值(海平面以下)通常用蓝色阴影表示,绿色和棕色用正值表示。

假彩色可以使一些细节更加明显,因为颜色空间的感知差异比单独的连续灰度级更大。

根据所使用的表格或功能和数据源的选择,伪彩色可以增加原始图像的信息内容,例如添加地理信息,结合从红外或紫外光获得的信息或其他来源如MRI扫描。

伪彩色的进一步应用是存储图像细化的结果; 即改变颜色以便于理解图像。

密度切片
密度切片是伪彩色的一种变体,它将图像划分为几个彩色波段,并且是用于分析遥感图像的(除其他之外)。 对于密度切片,灰度级的范围被划分为间隔,每个间隔分配给几种离散颜色中的一种 – 这与使用连续颜色标度的伪色相反。 例如,在灰度热图像中,图像中的温度值可以分成2°C的带,每个带由一种颜色代表 – 因此用户可以更容易地获取温度记录器中一个点的温度,因为离散颜色之间的可辨别差异大于具有连续灰度或连续伪色的图像。

地区分布
choropleth是一幅图像或地图,其中的区域按照与所表示的一个或多个变量的类别或值成比例地着色或图案化。 变量映射到几种颜色; 每个区域贡献一个数据点并从这些所选颜色接收一种颜色。 基本上它是应用于伪彩色覆盖的密度拼接。 因此,地理区域的等值线图是伪色的极端形式。

艺术中的假色
尽管艺术表现形式带有主观色彩的表现,但安迪·沃霍尔(Andy Warhol,1928-1987)通过使用丝网印刷技术制作虚假的彩色绘画,已成为现代艺术运动的文化重要人物。 沃霍尔的一些最知名的印刷品包括玛丽莲梦露的复制品,她的影像基于电影中的电影画面 尼亚加拉 。 这个主题是一个性别符号和电影黑色小星星,他在1962年的逝世影响了艺术家。 一系列的印刷品都是非常有名的,但是通过他的流水线艺术创作风格,使她的人物形象变成了一种幻想,这种艺术创作非色情而略带怪诞。 沃霍尔使用各种油墨调色板,沉浸在重复的过程中,将人物角色和日常物品与大量生产和消费主义的品质进行比较。 油墨的颜色是通过美学实验选择的,并且与遥感图像处理中使用的电磁频谱的虚假显色无关。 多年来,艺术家继续丝网印刷玛丽莲梦露的假彩色图像,也许他最引用的作品是绿松石玛丽莲,这是在2007年5月由私人收藏家购买的8千万美元。

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