1.1.2　从黑白图像到彩色图像

理论上讲，光是一种电磁波，其能量主要来源于太阳的电磁辐射，而传统的黑白或灰度图像是电磁波在可见光波段（波长为0.38～0.76 μm）对光强度的一种能量反射。根据电磁理论，可见光波段主要包括紫、蓝、青、绿、黄、橙、红等颜色光，而千差万别的彩色世界，绝大多数可以通过红、绿、蓝3种颜色光按照一定比例混合而成。因此，先对红、绿、蓝3个波段上同一场景光强度的反射能量分别成像，然后再对三者进行组合处理，就形成了彩色图像，如图1-4所示。国际上常把红、绿、蓝3种颜色定义为颜色的三基色，它们对应的电磁波波长分别为0.7 μm、0.546 μm和0.4358 μm。

*图1-4　灰度图像与彩色图像

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注：本书中带*的图见书后彩插。

与灰度图像相比，彩色图像探测的地物目标信息更加丰富。除了空间信息外，每个像素分别有红、绿、蓝 3 个灰度值，反映了像素不同的光谱信息，可以看作一个三维向量（vector）。此时，对于空间分辨率大小相同的图像，如果每个波段的辐射分辨率都为8 bit，则灰度图像可描述的地物目标状态为28，而彩色图像可描述的状态为28×28×28=224，即彩色图像可描述的信息更加丰富，但相应的数据量也大大增加，从而导致图像处理难度更高。