第02章图像与视觉系统

1、第2章 图像与视觉系统 本章将介绍视觉过程、光度学基本原理、采样和量化、图像类型和图像文件格式。本章目录（1）l2.1 视觉过程l2.1.1 光学过程l2.1.2 化学过程l2.1.3 神经处理过程l2.2 光度学基本原理l2.2.1 点光源l2.2.2 扩展光源l2.2.3 亮度l2.2.3.1 亮度的适应范围l2.2.3.2 主观亮度l2.2.4 照度l2.3 采样和量化l2.3.1 存储和处理l2.3.2 质量和效果本章目录（2）l2.4 图像类型l2.4.1 二值图像l2.4.2 灰度图像l2.4.3 伪彩色图像l2.4.4 真彩色图像l2.5 图像文件格式l2.5.1 BMP格式l2

2、.5.2 TIFF格式l2.5.3 JPEG格式l2.5.4 GIF格式l2.5.5 PCX格式l作业2.1 视觉过程（1）l视觉过程包括“视”过程和“觉”过程。l“视”过程是一个图像采集的过程。l“觉”过程是一个图像感知的过程。l视觉过程流程如下：l（1）视觉过程从光源发光开始。l（2）光的模式通过场景中的物体反射进入作为视觉感受器官的左右眼睛并同时作用在视网膜上引起视感觉。l视感觉主要是从分子的观点来理解对光反应的基本性质（如亮度、颜色）。l（3）光刺激在视网膜上经神经处理产生的神经冲动沿视神经纤维传出眼睛，通过视觉通道传到大脑皮层进行处理并最终引起视知觉。l视知觉主要论述从客观世界接受视

3、觉刺激后如何反应及反应所采用的方式。2.1 视觉过程（2）l视觉过程流图如图2.1.1所示。l视觉过程由以下三个顺序的过程构成：l（1）光学过程l（2）化学过程l（3）神经处理过程图图2.1.1 视觉过程流图视觉过程流图2.1.1 光学过程（1）l图2.1.2是人眼水平横截面示意图，这可看作一个光学系统的光路图。l眼睛是一个平均直径约为20mm的球体。l晶状体（lens）对应于照相机的镜头。l晶状体前的瞳孔（pupil）对应于照相机的光圈。l视网膜（retina）对应于照相机的胶片。l视网膜是含有光感受器和神经组织网络的薄膜。图图2.1.2 人眼水平横截面示意图人眼水平横截面示意图2.1.1

4、光学过程（2）l物体在视网膜上成像尺寸的计算。l原理：l晶状体的屈光能力从最小变到最大时，晶状体聚焦中心和视网膜间的距离可以从约17mm变到约14mm。l当眼睛聚焦在一个3m以外的物体时，晶状体具有最小的屈光能力，即晶状体聚焦中心和视网膜间的距离为约17mm。l方法：l设：x表示以mm为单位的视网膜上的成像尺寸l则：15/100=x/172.1.2 化学过程l人眼球的断面图如同2.1.3。l化学过程基本确定了成像的亮度和颜色。l视网膜表面分布有光接受细胞，分为两类：l锥细胞：l数量少，分辨率较高，对颜色很敏感。l锥细胞视觉称为适亮视觉。l柱细胞：l数量多，分辨率较低，不感受颜色。l柱细胞视觉称

5、为适暗视觉。l现象：在日光下鲜艳的彩色物体在月光下变得像无色的。l因为，日光下由锥细胞感受颜色，月光下只有柱细胞在工作。图图2.1.3 人眼球的断面图人眼球的断面图2.1.3 神经处理过程l视网膜结构模型如图2.1.4。l神经处理过程是一个在大脑神经系统里进行转换的过程。l（1）每个视网膜接收单元都与一个神经元细胞借助突触(synapse)相连。l（2）每个神经元细胞借助其他的突触再与其他细胞相连，从而构成光神经网络。l（3）光神经进一步与大脑中的侧区域（side region of the brain）连接，并到达大脑中的纹状皮层（striated cortex）。l（4）在纹状皮层处，对光

6、刺激产生的响应经过一系列处理最终形成关于场景的表象，从而将对光的感觉转化为对景物的知觉。图图2.1.4 视网膜结构模型视网膜结构模型2.2 光度学基本原理l研究光的强弱的学科称为光度学。l研究各种电磁辐射强弱的学科称为辐射度量学。l本节内容包括：l2.2.1 点光源l2.2.2 扩展光源l2.2.3 亮度l2.2.4 照度2.2.1 点光源（1）l点光源的概念：l当光源的强度足够小，或距离观察者足够远，以至于眼睛无法分辨其形状时，可称为点光源。l光通量（）l在光度学中，光通量（luminous flux）用来表示光辐射的功率或光辐射量，单位是lm（流明）。l立体角l（1）定义：l从一点（称为立

7、体角的顶点）出发通过一条闭合曲线上所有点的射线围成的空间部分，表示由顶点看闭合曲线时的视角。l（2）度量：l以立体角的顶点为球心所作的球面上截出的部分面积与球面半径的平方之比，单位是sr（球面度）。2.2.1 点光源（2）l（3）立体角的定义可由将弧度表示平面角度大小的定义（弧长除以半径）推广到三维空间中得到。如图2.2.1。图图2.2.1 (a)平面角（单位平面角（单位:弧度弧度rad），），(b)立体角（立体角（单位单位:球面度球面度sr）2.2.1 点光源（3）l点光源的发光强度（luminous intensity）l点光源Q沿某个方向r的发光强度I定义为沿此方向上单位立体角内发出的光

8、通量。如图2.2.2。l如果以r为轴取一个立体角元d，设d内的光通量为d，则点光源在沿r方向的发光强度I为： I= d / dl发光强度I的单位：cd(坎德拉)，1cd=1lm/sr。rd点光源Q图图2.2.2 点光源点光源2.2.1 点光源（4）l1cd的物理意义：“全辐射体”加温到铂的熔点（2024K）时从1平方厘米表面面积上发出的光的1/60。l所谓“全辐射体”就是某一物质加热到某一温度时，它发出的能量分布在整个可见光范围内。l理论上的“全辐射体”就是一个完全黑体，当冷却后，它将吸收所有入射到它上面的光。l据此，光通量（）也可以理解为是每秒钟内光流量的度量。l1lm表示与1cd的光源相距

9、单位距离，并与入射光相垂直的单位面积上每秒钟流经的光流量。2.2.2 扩展光源l扩展光源的概念：l实际中的光源总有一定的发光面积，称为扩展光源。l扩展光源的发光强度l扩展光源表面的每块面元dS沿某个方向r有一定的发光强度I，扩展光源在沿r方向的总发光强度为各个面元沿r方向的发光强度之和。如图2.2.3。rd扩展光源(b)NSSdd图图2.2.3 扩展光源扩展光源2.2.3 亮度（1）l亮度的定义：l设：方向r与面元dS的法线N的夹角为，l则：迎着r的方向观察时，其投影面积为dS=dScos。l则：面元dS沿r方向的（光度学）亮度（brightness）B定义为在r方向上单位投影面积的发光强度，

10、或者说在r方向上的单位投影面积在单位立体角内发出的光通量：l亮度B的单位：cd/m2(坎德拉每平方米)cos d dd cos ddddSSISIB（2.2.1）2.2.3 亮度（2）l例子：若一个光源的输出光通量为3000lm，求在距离它50m处的亮度是多少？l解：在这样的距离范围内，可将光源看作点光源。l设：以点光源为球心，r=50为半径作一球面，在距离点光源50m处的亮度即为l则：发光强度I= / = /(4r2/r2) = /(4)l则：亮度B = I / S = I / (4r2) = /(4) / (4r2) = /(4r)2 l故：亮度B = 3000 /(43.1450)2 =

11、 7.60710-3(cd/m2)2.2.3 亮度（3）l常见光源和景物的亮度数值和它们所处的视觉区域如表2.2.1所示。表表2.2.1 一些日常所见光源和景物的亮度（单位：一些日常所见光源和景物的亮度（单位：cd/m2）2.2.3.1 亮度的适应范围l人的视觉系统能适应的总体亮度范围是很大的，从暗视觉门限到眩目极限之间的范围达1010量级。如图2.2.4。l但是，人的视觉系统在同一时刻所能区分亮度的具体范围比总的适应范围要小得多。l在一定的条件下，一个视觉系统当前的敏感度叫做亮度适应级。l人眼在某一时刻所能感受到的具体范围是以亮度适应级为中心的一个小范围。l一般范围在102量级，可以观察到1

12、020个亮度级的变化。图图2.2.4 视觉系统的亮度范围视觉系统的亮度范围2.2.3.2 主观亮度（1）l人的视觉系统感受到的物体的亮度称为主观亮度。l主观亮度受到物体表面与周围环境亮度之间相对关系的影响。l同样的物体（反射相同亮度）放在较暗的背景里会显得比较亮，放在较亮的背景里会显得比较暗。l同时对比度表明人眼对某个区域感觉到的主观亮度并不仅仅依赖于该区域本身的亮度。如图2.2.5。l所有位于中心的小正方形都有完全相同的亮度。l但是，当小正方形处在暗背景时看起来要亮些，处在亮背景时看起来要暗些。图图2.2.5 同时对比度示例同时对比度示例2.2.3.2 主观亮度（2）l人类视觉系统有趋向于过

13、高或过低估计不同亮度区域边界值的现象。l马赫带效应是一个典型的例子。如图2.2.6。l各条带内部的亮度是常数（如“亮度折线”所示）。l观察到的条带有强烈的边缘效应，特别是在条带的边界区域（如“主观亮度曲线”所示） 。图图2.2.6 马赫带效应示意图马赫带效应示意图2.2.4 照度l照度（illumination）的定义：l照射在物体单位面积上的光通量。l从辐射学的角度也称辐照度（irradiance），表示单位面积的入射功率。l设：面元dS上的光通量为d ，l则：此面元上的照度E为：l照度E的单位：lx(勒克斯)，1lx=1lm/m2。l一些实际情况下景物的照度数值如表2.2.2。 d dSE

14、表表2.2.2 一些实际情况下的照度（单位：一些实际情况下的照度（单位：lx-lm/m2）2.3 采样和量化（1）l一副连续图像f(x,y)必须在空间和幅度上都离散化后才能被计算机处理。如图2.3.1。l空间坐标的离散化叫做空间采样（简称采样），它确定了图像的空间分辨率。l灰度值的离散化叫做灰度量化（简称量化），它确定了图像的幅度分辨率。图图2.3.1 (a)连续图像投影到传感器阵列，连续图像投影到传感器阵列，(b)图像采样和量化的结图像采样和量化的结果果2.3 采样和量化（2）l采样和量化的数学语言描述。l设：lF，X和Y均为实整数集。l采样过程可看作将图像平面划分成规则网格，每个网格中心点

15、的位置由一对笛卡尔坐标(x,y)决定。l其中，x是X中的整数，y是Y中的整数。lf()是给点对(x,y)赋予灰度值的函数。lf是F中的整数。l那么：lf(x,y)就是一副数字图像，这个赋值过程就是量化过程。2.3.1 存储和处理（1）l如果一副图像的尺寸（空间分辨率）为MN，则表明：l在成像时采了MN个样，图像包含MN个像素。l如果对每个象素都用G个灰度值中的一个来赋值，则表明：l在成像时量化成了G个灰度级（幅度分辨率）。l数字图像像素示意图如图2.3.2。图图2.3.2 数字图像像素示意图数字图像像素示意图2.3.1 存储和处理（2）l在数字图像处理中，一般将这些量均取为2的整数次幂：l图像

16、水平尺寸M：M=2m ，m为正整数。l图像垂直尺寸N：N=2n ，n为正整数。l像素灰度级数L：L=2k ，k为正整数。l图像所需比特数b：b=MNkl如果M=N，则：b = N2klN和k变化时图像存储的比特数如图2.3.3。图图2.3.3 N和和k变化时图像存储的比特数变化时图像存储的比特数2.3.1 存储和处理（3）l例2.3.1图像分辨率与存储和处理l（1）一幅512512，256个灰度级的图像，将占用512 5128=2097152比特，或5125121=262144字节。l（2）一副10241024的彩色图像，将占用102410243=3145728字节，约3.15兆字节（可存储7

17、50页的书）。l（3）视频是由连续的图像帧组成，以PAL制式25帧/秒为例：l若彩色视频的每帧图像为10241024，则一秒钟的数据量为10241024325=78643200字节。l若对一个像素的处理需要10个浮点运算（FLOPS-floating-point operations），则一秒钟视频的处理需要102410241025=262144000个浮点运算。l若应用并行策略来加快处理速度，最乐观的估计认为并行运算的时间可减少为串行运算的lnJ/J（J为并行处理器的个数），则使用10个并行处理器来处理一秒钟的视频，每个处理器需要具有262144000/10ln10/10=6036089次/

18、秒的运算能力。2.3.2 质量和效果（1）l普通电视显示屏的长宽比为4:3，高清电视显示屏的长宽比为16:9。l将高清电视节目转换到普通电视显示屏上的转换方式包括：l上下框格式：保持原节目的长宽比不变。l特点：保留了全局画面但减少了细节辨识率。l全扫描格式：截取原节目宽度中的一部分。l特点：保留了部分画面但细节辨识率不变。图图2.3.4 高清电视显示画面转化为普通电视显示画高清电视显示画面转化为普通电视显示画面面2.3.2 质量和效果（2）l空间分辨率变化-幅度分辨率不变所产生的效果。如图2.3.5。l(a)10241024分辨率，256级灰度 (b)512512分辨率，256级灰度l(c)2

19、56256分辨率，256级灰度 (d)128128分辨率，256级灰度l(e)6464分辨率，256级灰度 (f)3232分辨率，256级灰度l采样方法：后一幅图像从前一幅图像中每隔一行或一列删除一行或一列。图图2.3.5 空间分辨率变化空间分辨率变化-幅度分辨率不变所产生的效果（幅度分辨率不变所产生的效果（1）2.3.2 质量和效果（3）l图2.3.5中的每一幅图像的差别很难被看出，故进行采样处理：分别对每一幅图像进行复制行和列的操作，依次得到图2.3.6中的每一幅图像。图图2.3.6 空间分辨率变化空间分辨率变化-幅度分辨率不变所产生的效果（幅度分辨率不变所产生的效果（2）2.3.2 质量

20、和效果（4）l(a)512512分辨率，256级灰度 (b)256256分辨率，256级灰度l(c)128128分辨率，256级灰度 (d)6464分辨率，256级灰度l(e)3232分辨率，256级灰度 (f)1616分辨率，256级灰度图图2.3.7 空间分辨率变化空间分辨率变化-幅度分辨率不变所产生的效果（幅度分辨率不变所产生的效果（3）2.3.2 质量和效果（5）l(a)512512分辨率，256级灰度 (b)512512分辨率，64级灰度l(c)512512分辨率，16级灰度 (d)512512分辨率，8级灰度l(e)512512分辨率，4级灰度 (f)512512分辨率，2级灰度图

21、图2.3.8 空间分辨率不变空间分辨率不变-幅度分辨率变化所产生的效果幅度分辨率变化所产生的效果2.3.2 质量和效果（6）l(a)256256分辨率，128级灰度 (b)181181分辨率，64级灰度l(c)128128分辨率，32级灰度 (d)9090分辨率，16级灰度l(e)6464分辨率，8级灰度 (f)4545分辨率，4级灰度图图2.3.9 空间分辨率和幅度分辨率同时变化所产生的效果空间分辨率和幅度分辨率同时变化所产生的效果2.4 图像类型l图像类型指图像的颜色深度与像素颜色之间的关系。l颜色深度的概念：l数字图像的颜色深度表示每一个像素的颜色值所占的二进制位数。l例如：颜色深度为8

22、，表示每一个像素的颜色值占8个二进制位，即1个字节。l颜色数的概念：l数字图像的颜色数表示每一个像素所有可能的颜色值的个数，即图像颜色表的表项数。l例如：颜色深度为8的图像的颜色数为28=256。2.4.1 二值图像l二值图像也称单色图像或1位图像，即颜色深度为1的图像。l颜色深度为1表示每个像素点仅占1位。l一般地，0表示黑，1表示白。l一幅二值图像如图2.4.1所示，其对应的图像数据如图2.4.2所示。图图2.4.1 二值图像示例二值图像示例0101010101010101010101010图图2.4.2 二值图像对应的图像数据二值图像对应的图像数据2.4.2 灰度图像l灰度图像是包含灰度

23、级（亮度）的图像。l灰度图像的特点包括：l（1）灰度图像的存储文件包含图像颜色表，该颜色表有256项，每一项由红、绿、蓝颜色分量组成，且红、绿、蓝颜色分量的值都相等。fG(x,y)=fR(x,y)=fB(x,y)l（2）每个像素由8位组成，其值范围从0255，表示256种不同的灰度级。l（3）像素的像素值f(x,y)是图像颜色表的表项入口地址。图图2.4.3 (a)24位真彩色图像，位真彩色图像，(b)真彩色图像对应的灰度图像真彩色图像对应的灰度图像(a) (b)2.4.3 伪彩色图像l伪彩色图像的特点包括：l（1）其存储文件包含图像颜色表，该颜色表有256项，每一项由红、绿、蓝颜色分量组成，

24、且红、绿、蓝颜色分量的值不全相等。fG(x,y) fR(x,y) fB(x,y)l（2）像素的像素值f(x,y)是图像颜色表的表项入口地址。l伪彩色图像的分类：l256色彩色图像l每个像素由8位组成，其值范围从0255，表示256种不同的颜色。l256色图像有照片效果，比较真实。l16色彩色图像l每个像素由4位组成，其值范围从015，表示16种不同的颜色。图图2.4.4 (a)24位真彩色图像，位真彩色图像，(b)256色色彩色图像，彩色图像，(c)16色彩色图像色彩色图像(a) (b) (c)2.4.4 真彩色图像l真彩色图像的特点包括：l（1）真彩色图像的图像文件中不包含图像颜色表。l（2

25、）每个像素由R、G、B三个分量组成，每个分量各占8位，每个像素共占24位。l（3）每个分量fG(x,y)、 fR(x,y)、 fB(x,y)的取值范围从0255。l图2.4.3(a)或图2.4.4(a) 都是真彩色图像。l一幅真彩色图像如图2.4.5所示。图图2.4.5 真彩色图像真彩色图像2.5 图像文件格式（1）l图像文件概念：l指包含图像数据的文件、文件内除图像数据本身以外，一般还有对图像的描述信息，以方便读取、显示图像。l图像表示的方式：l（1）矢量形式l图像用一系列线段或线段的组合体来表示。l矢量文件像程序文件，里面有一系列命令和数据，执行这些命令可根据数据画出图案。l矢量文件主要用

26、于图形数据文件。2.5 图像文件格式（2）l（2）光栅形式l光栅形式也称位图形式或像素形式。l优点：l适合色彩、阴影或形状变化复杂的图像。l缺点：l缺少对像素间相互关系的直接表示。l限定了图像的空间分辨率。l将图像放大到一定程度会出现方块效应。l将图像缩小再恢复到原尺寸会变得比较模糊。l图像数据文件的格式有很多，不同的系统平台和软件常使用不同的图像文件格式。l常用的图像数据文件格式包括：BMP格式、 TIFF格式、JPEG格式、GIF格式、PCX格式、TGA格式等。2.5.1 BMP格式（1）lBMP（bitmap）格式是Microsoft公司为Windows环境的图像应用而设计的一种标准，全

27、称是Microsoft设备独立位图（DIP-device independent bitmap），也称位图文件。l位图文件的组成：l（1）位图文件头-BITMAPFILEHEADERl（2）位图信息-BITMAPINFOl位图信息头-BITMAPINFOHEADERl颜色表-RGBQUADl（3）位图数据2.5.1 BMP格式（2）l（1）位图文件头-BITMAPFILEHEADERl位图文件头在WINGDI.H中的定义为：typedef struct tagBITMAPFILEHEADER WORD bfType; /位图文件类型，必须为“BM” DWORD bfSize; /位图文件大小，

28、以字节为单位 WORD bfReserved1; /保留字1，必须为0 WORD bfReserved2; /保留字2，必须为0 DWORD bfOffBits; /位图数据的起始位置，以相对于位图文件头的偏移量表示，以字节为单位 BITMAPFILEHEADER;2.5.1 BMP格式（3）l（2）位图信息-BITMAPINFOl位图信息的组成：l位图信息头-BITMAPINFOHEADERl颜色表-RGBQUADl位图信息在WINGDI.H中的定义为：typedef struct tagBITMAPINFO BITMAPINFOHEADER bmiHeader; /位图信息头 RGBQUA

29、D bmiColors1; /颜色表 BITMAPINFO2.5.1 BMP格式（4）l位图信息头-BITMAPINFOHEADERl位图信息头在WINGDI.H中的定义为：typedef struct tagBITMAPINFOHEADER DWORD biSize; /本结构占用的字节数 LONG biWidth; /位图宽度，以像素为单位 LONG biHeight; /位图高度，以像素为单位 WORD biPlanes; /目标设备的级别，必须为1 WORD biBitCount; /像素占用的位数：1-双色，4-16色，8-256色，24-真彩色 DWORD biCompressio

30、n; /位图压缩类型：0-不压缩，1-BI_RLE8压缩类型，2-BI_RLE4压缩类型 DWORD biSizeImage; /位图的大小，以字节为单位 LONG biXPelsPerMeter; /水平分辨率，像素点/米 LONG biYPelsPerMeter; /垂直分辨率，像素点/米 DWORD biClrUsed; /实际使用的颜色表中的颜色数 DWORD biClrImportant; /显示过程中重要的颜色数 BITMAPINFOHEADER;2.5.1 BMP格式（5）l颜色表-RGBQUADl颜色表用于说明位图中的颜色，它有若干个表项，每个表项是一个RGBQUAD类型的结构

31、,定义一种颜色。l若biBitCount=1：则有21=2个表项，即颜色数为2。l若biBitCount=4：则有24=16个表项，即颜色数为16 。l若biBitCount=8：则有28=256个表项，即颜色数为256 。l若biBitCount=24：则没有表项。l颜色表中一般将最重要的颜色排在前面。l颜色表在WINGDI.H中的定义为：typedef struct tagRGBQUAD BYTE rgbBlue; /蓝色的亮度（0255） BYTE rgbGreen; /绿色的亮度（0255） BYTE rgbRed; /红色的亮度（0255） BYTE rgbReserved; /保留

32、，必须为0 RGBQUAD;2.5.1 BMP格式（6）l（3）位图数据l位图数据记录了位图的每一个像素值。l记录顺序是：扫描行间从下到上；扫描行内从左到右。l位图的一个像素值所占用的字节数为：l若biBitCount=1：则8个像素占1个字节。l若biBitCount=4：则2个像素占1个字节。l若biBitCount=8：则1个像素占1个字节。l若biBitCount=24：则1个像素占3个字节。l位图像素的颜色数（即颜色表的表项数）为：l若biClrUsed=0，则位图颜色表的表项数是满的。l即像素颜色位数为1，4，8时，颜色数分别为2，16，256。l若biClrUsed不为0，则其值

33、为位图实际使用的颜色数。2.5.1 BMP格式（7）l位图数据可以是不压缩的，也可以是压缩的。l对4位和8位位图，可以采用RLE（游程长度编码）压缩，分别称为RLE4和RLE8位图。l位图数据的存储：l位图数据以行为单位进行存储，每行的存储长度为4字节的倍数，不足时多余的位用“0”填充。l位图行的存储次序是颠倒的，位图文件中第一行数据对应的是位图的最底行。l对于像素位数为1的DIB位图，每个像素只占1位，每个字节存储8个像素，字节的最高位对应于最左边的像素。l对于像素位数为24的DIB位图，每个像素占3个字节，从左到右的每一个字节分别存储蓝、绿、红的颜色值。2.5.1 BMP格式（8）结构结构

34、数据域数据域偏移量偏移量大小大小描述描述位图文件头位图文件头BITMAPFILEHEADER（14B）bfType0000H-0001HWORD位图文件类型，必须为位图文件类型，必须为“BM”bfSize0002H-0005HDWORD位图文件大小，以字节为单位位图文件大小，以字节为单位bfReserved10006H-0007HWORD保留字保留字1，必须为，必须为0bfReserved20008H-0009HWORD保留字保留字2，必须为，必须为0bfOffBits000AH-000DHDWORD位图数据的起始位置，以相对于位图文件头的偏移量表示，以字节为单位位图数据的起始位置，以相对于位

35、图文件头的偏移量表示，以字节为单位位图信息头位图信息头BITMAPINFOHEADER（40B）biSize000EH-0011HDWORD本结构占用的字节数本结构占用的字节数biWidth0012H-0015HLONG位图宽度，以像素为单位位图宽度，以像素为单位biHeight0016H-0019HLONG位图高度，以像素为单位位图高度，以像素为单位biPlanes001A-001BHWORD目标设备的级别，必须为目标设备的级别，必须为1biBitCount001CH-001DHWORD像素的位数：像素的位数：1-双色，双色，4-16色，色，8-256色，色，24-真彩色真彩色biCompr

36、ession001EH-0021HDWORD位图压缩类型：位图压缩类型：0-不压缩，不压缩，1-BI_RLE8压缩类型，压缩类型，2-BI_RLE4压缩类型压缩类型biSizeImage0022H-0025HDWORD位图数据的大小，以字节为单位位图数据的大小，以字节为单位biXPelsPerMeter0026H-0029HLONG水平分辨率，像素点水平分辨率，像素点/米米biYPelsPerMeter002AH-002DHLONG垂直分辨率，像素点垂直分辨率，像素点/米米biClrUsed002EH-0031HDWORD图像中实际使用的颜色数图像中实际使用的颜色数biClrImportant

37、0032H-0035HDWORD图像中重要的颜色数图像中重要的颜色数颜色表颜色表RGBQUAD（4B*颜色数）颜色数）rgbBlue0036HBYTE蓝色的亮度（蓝色的亮度（0255）rgbGreen0037HBYTE绿色的亮度（绿色的亮度（0255）rgbRed0038HBYTE红色的亮度（红色的亮度（0255）rgbReserved0039HBYTE保留，必须为保留，必须为0表表2.5.1 Windows位图文件数据结构位图文件数据结构2.5.1 BMP格式（9）l例3.4.1 一幅55的24位位图如图2.5.1所示。l其对应的位图文件的数据如图2.5.2所示。图图2.5.2 对应的位图文

38、件数据对应的位图文件数据图图2.5.1 55的的24位位图文件位位图文件2.5.2 TIFF格式lTIFF（Tag Image File Format）格式由Aldus公司于1986年推出，后来与Microsoft合作，得到进一步发展。其主要特点包括：l（1）该格式独立于操作系统和文件系统，很便于在软件之间进行图像数据的交换。l（2）该格式支持从单色模式到32bit真彩色模式的所有图像。l（3）该格式的数据结构是可变的，文件具有可改写性，使用者可以向文件中写入相关信息。l该格式具有很强的描述能力，可以制定私人用的标识信息。l（4）一幅TIFF文件可以存放多幅图像，也可以存放多份调色板数据。l（

39、5）具有多种数据压缩存储方式，使压缩过程变得复杂化。l（6）该格式图像文件的扩展名为“.tif”。2.5.3 JPEG格式（1）lJPEG（Joint Photographic Experts Group）是对静止灰度或彩色图像的一种压缩标准。l该标准由国际标准化组织ISO的下属专家小组提出。l该格式文件采用有损编码方式，对于数字化照片和表达自然景观的色彩丰富的图片具有非常好的处理效果。l目前，数码相机都使用这种格式。l该格式对于使用计算机绘制的具有明显边界的图形的处理效果不佳。l使用JPEG格式图像文件时需要解压缩过程。2.5.3 JPEG格式（2）lJPEG标准只是定义了一个规范的编码数据

40、流，并没有规定图像数据文件的格式。lJEPG格式的图像文件一般具有两种内部格式：lJFIFl由Cube Microsystems公司定义，叫做JPEG文件交换格式（JPEG file interchange format），目前被广泛使用。lJPEG-in TIFFl该格式把JPEG图像压缩保存到TIFF格式文件中。l它在保存和读取时，很容易受到外部条件的限制和影响，目前未被广泛使用。lJPEG格式的图像文件的扩展名为“.jpg”。2.5.4 GIF格式lGIF（Graphics Interchange Format）格式是CompuServe公司于1987年推出。其主要特点包括：l该格式是一种公用的图像文件格式标准，主要