随着信息技术的发展，彩色图像得到了越来越广泛的应用。相比于灰度图像，彩色图像携带了更多的可视化信息。因此，彩色图像处理现在已经成为图像处理领域的一个重要研究方向。若直接把灰度图像处理技术直接应用到彩色图像中，这样做会忽略的彩色图像中各颜色之间的相互联系。所以彩色图像处理的关键就在于如何表达彩色图像的颜色信息。　　 近几年来，四元数在彩色图像处理领域得到了广泛的应用。四元数包含一个实部和三个虚部，本文把彩色图像放在四元数空间作为一个整体来进行描述，这样能更好的描述不同色彩分量之间的光谱特性，为彩色图像处理引入了一种新方法。本文主要研究工作及结果如下:　　 (1)本文把彩色图像在四元数空间进行处理，在四元数空间中对彩色图像进行旋转变换，通过旋转变换可得到彩色图像的原始分量、强度分量、色差分量，滤除原始分量与强度分量，就得到色差分量。因LOG算子具有较好的抗噪性能，故本文结合四元数与LOG算子对色差图像进行边缘检测。与传统边缘检测算法相比，本文边缘检测算检测效果要比传统边缘检测算法好，因为本文算法可以检测到传统算法不能检测到的色差边缘。　　 (2)本文在四元数空间对彩色图像进行滤波，通过四元数旋转变换和色调抵消机制来表达二个彩色像素的色调差异，提出了计算八个方向的差异距离，然后判断中心像素是否为噪声点，若是，则用经典的矢量中值滤波进行滤波，反之则保持其像素值不变。同时本文提出了基于四元数SUSAN算法开关双边滤波器。提高了对孤立噪声点的检测。本文对传统滤波效果和本文算法滤波效果进行了比较，由滤波器的各项性能评价标准可知，本文算法要好于传统的滤波算法。　　 (3)本文最后提出同时结合四元数开关矢量中值滤波器与四元数LOG算子对彩色图像进行边缘检测，我们采用椒盐噪声对图像进行污染，然后用四元数开关矢量中值滤波器对图像进行滤波，最后用四元数LOG算子对滤波后的图像进行边缘检测，得到的边缘检测效果与没有被噪声污染而直接进行边缘检测的效果相当。