第2章 图像、图像处理系统及视觉系统(第2-2讲)

1、第二章 数字图像处理基础 2.1 图像数字化2.2 数字图像的显示 2.3 色度学基础与颜色模型2.4 灰度直方图2.5 图像文件格式2.6 图像的基本运算第二部分 数字图像可以用一个离散量组成的矩阵g (i, j)（即二维数组）来表示。 其中：矩阵中的每一个元素称为像元、像素或图像元素。而g (i, j)代表(i, j)点的灰度值，即亮度值。 2.1 图像数字化 模拟图像 数字图像 正方形点阵 和正六边形 具体来说，就是把一幅图画分割成上图所示的一个个小区域（像元或像素），并将各小区域灰度用整数来表示，形成一幅数字图像。 一、图像数字化过程： 矩阵中的每一个元素称为像元、像素或图像元素。而g

2、 (i, j)代表(i, j)点的灰度值，即亮度值。以上数字化有以下几点说明： （1）由于g (i, j)代表该点图像的光强度，而光是能量的一种形式，故g (i, j)必须大于零，且为有限值，即：0g (i, j)。 （2）数字化采样一般是按正方形点阵取样的， 除此之外还有三角形点阵、正六角形点阵取样。 （3）以上是用g (i, j)的数值来表示(i, j)位置点上灰度级值的大小，即只反映了黑白灰度的关系， 如果是一幅彩色图像， 各点的数值还应当反映色彩的变化，可用g (i, j, )表示，其中是波长。如果图像是运动的，还应是时间t的函数，即可表示为g (i, j, , t)。 概念： 采样：

3、将空间上连续的图像变换成离散点的操作。 采样点：用空间上部分点的灰度值代表图像的这些点。采样步骤： ）先沿垂直方向按一定间隔从上到下顺序地沿水平方向直线扫描，取出各水平线上灰度值的一维扫描。）再对一维扫描线信号按一定间隔采样得到离散信号。（水平方向采样）对于运动图像，需先在时间轴上采样，再沿垂直方向采样，最后沿水平方向采样由这三个步骤完成。 1. 采样采样采样示意图 对一幅图像采样时，若每行（即横向）像素为M个，每列（即纵向）像素为N个，则图像大小为MN 个像素。?采样 对一幅图像采样时，若每行（即横向）像素为M个，每列（即纵向）像素为N个，则图像大小为MN个像素。 在进行采样时，采样点间隔的

4、选取是一个非常重要的问题， 它决定了采样后图像的质量，即忠实于原图像的程度。采样间隔的大小选取要依据原图像中包含的细微浓淡变化来决定。一般， 图像中细节越多，采样间隔应越小。 一维采样定理：若一维信号g(t)的最大频率为， 以T1/2为间隔进行采样，则能够根据采样结果g(iT) (i=, -1, 0, 1， )完全恢复g(t)， 即 式中 2. 量化 原因：经采样图像被分割成空间上离散的像素，但其灰度是连续的，还不能用计算机进行处理。 量化：将像素灰度转换成离散的整数值的过程。 灰度级数：一幅数字图像中不同灰度值的个数，用G表示。 量化图2-3 量化示意图（a） 量化； (b) 量化为8 bi

5、t 量化量化过程示意图 一般来说 ，g就是表示图像像素灰度值所需的比特位数(如bit或bit)。 一幅大小为MN、灰度级数为G的图像所需的存储空间，即图像的数据量，大小为 MNg(bit）黑白图像 是指图像的每个像素只能是黑或白，没有中间的过渡，故又称为二值图像。二值图像的像素值为0或1。例如量化灰度图像灰度图像是指每个像素由一个量化的灰度值来描述的图像。它不包含彩色信息。彩色图像 彩色图像是指每个像素由R、G、B三原色像素构成的图像，其中R、B、G是由不同的灰度级来描述的。量化3.采样、量化参数与数字化图像间的关系 数字化方式可分为均匀采样、量化和非均匀采样、量化。 所谓“均匀”，指的是采样

6、、量化为等间隔。图像数字化一般采用均匀采样和均匀量化方式。 非均匀采样是根据图像细节的丰富程度改变采样间距。细节丰富的地方，采样间距小，否则间距大。 非均匀量化是对像素出现频度少的间隔大，而频度大的间隔小。（非等间隔量化） 采用非均匀采样与量化，会使问题复杂化，因此很少采用。采样与量化采样间隔（采样点）与图像的关系 一般来说，采样间隔越大，所得图像像素数越少，空间分辨率低，质量差，严重时出现像素呈块状的国际棋盘效应；采样间隔越小，所得图像像素数越多，空间分辨率高，图像质量好，但数据量大。（a）原始图像(256256)；（b）采样图像1(128128)；（c） 采样图像2(6464)； （d）采

7、样图像3(3232)； （e）采样图像4(1616)；（f） 采样图像5(88)采样与量化量化等级与图像关系 图像的采样点数一定时： 量化等级越多，所得图像层次越丰富，灰度分辨率高，图像质量好，但数据量大； 量化等级越少，图像层次欠丰富，灰度分辨率低，会出现假轮廓现象，图像质量变差，但数据量小。采样与量化不同量化级别对图像质量的影响（a） 原始图像(256级)； （b） 量化图像1(64级)； （c） 量化图像2(32级)； （d） 量化图像3(16级)； （e） 量化图像4(4级)； （f） 量化图像5(2级) 采样与量化采样和量化的一般原则 当限定数字图像的大小时, 为了得到质量较好的图像

8、可采用 （1）对缓变的图像，应该细量化，粗采样，以避免假轮廓。 （2）对细节丰富的图像，应细采样，粗量化，以避免模糊（混叠）。 对于彩色图像，是按照颜色成分红（R）、绿（G）、蓝（B）分别采样和量化的。若各种颜色成分均按8 bit量化，即每种颜色量级别是256，则可以处理256256256=16777216种颜色。 采样与量化4 .图像数字化设备 将模拟图像数字化成为数字图像，需要某种图像数字化设备。常见的数字化设备有数字相机、扫描仪、数字化仪等。 1. 图像数字化设备的组成 采样和量化是数字化一幅图像的两个基本过程。即把图像划分为若干图像元素(像素)并给出它们的地址（采样）； 度量每一像素的

9、灰度， 并把连续的度量结果量化为整数（量化）；最后将这些整数结果写入存储设备。为完成这些功能， 图像数字化设备必须包含以下五个部分： (1) 采样孔(Sampling aperture)： 使数字化设备能够单独地观测特定的图像元素而不受图像其他部分的影响。 (2) 图像扫描机构： 使采样孔按照预先确定的方式在图像上移动，从而按顺序观测每一个像素。 (3) 光传感器： 通过采样检测图像的每一像素的亮度， 通常采用CCD阵列。 (4) 量化器：将传感器输出的连续量转化为整数值。典型的量化器是A/D转换电路，它产生一个与输入电压或电流成比例的数值。 (5) 输出存储装置：将量化器产生的灰度值按适当格

10、式存储起来，以用于计算机后续处理。 2. 图像数字化设备的性能 虽然各种数字化设备的组成不相同，但可从如下几个方面对其性能进行比较。 1) 像素大小 采样孔的大小和相邻像素的间距是两个重要的性能指标。如果数字化设备是在一个放大率可变的光学系统上，那么对应于输入图像平面上的采样点大小和采样间距也是可变的。 2) 图像大小 图像大小即数字化设备所允许的最大输入图像的尺寸。 3) 线性度 对光强进行数字化时，灰度正比于图像亮度的实际精确程度是一个重要的指标。非线性的数字化设备会影响后续过程的有效性。能将图像量化为多少级灰度也是非常重要的参数。图像的量化精度经历了早期的黑白二值图像、灰度图像及现在的彩

11、色及真彩色图像。当然，量化精度越高，存储像素信息需要的字节数也越大。 4) 噪声 数字化设备的噪声水平也是一个重要的性能参数。例如， 数字化一幅灰度值恒定的图像，虽然输入亮度是一个常量，但是数字化设备中固有的噪声却会使图像的灰度发生变化。因此数字化设备所产生的噪声是图像质量下降的根源之一，应当使噪声小于图像内的反差点(即对比度)。 2.2 数字图像的显示1. 图像的显示方法：永久性、暂时性2. 图像的显示特性：图像大小、光度分辨率、空间分辨率、低频响应、噪声特性。3. 显示系统的噪声4. 显示设备 一、 分辨率 1. 图像分辨率 图像分辨率：是指每英寸图像含有多少个点或像素， 分辨率的单位为p

12、pi。在数字图像中，分辨率的大小直接影响到图像的质量。图像尺寸分辨率文件大小2. 屏幕分辨率 显示器上每单位长度显示的像素或点的数量称为屏幕分辨率。通常以每英寸点数(dpi)来表示。屏幕分辨率取决于显示器的大小及其像素设置。(VGA)2.3 色度学基础与颜色模型 3. 打印机分辨率 打印机分辨率又称输出分辨率，是指打印机输出图像时每英寸的点数(dpi)。打印机分辨率也决定了输出图像的质量。一般打印机的分辨率可达300 dpi，甚至720 dpi（需用特殊纸张）；由于超微细碳粉技术的成熟，新的激光打印机的分辨率可达6001200 dpi。 4. 扫描仪分辨率 扫描仪分辨率的表示方法与打印机相类似

13、，一般也用dpi表示， 不过这里的点是样点，与打印机的输出点是不同的。台式扫描仪的分辨率可以分为光学分辨率和输出分辨率。光学分辨率是指扫描仪硬件所真正扫描到的图像分辨率，目前的产品，其光学分辨率可达8001200 dpi以上。输出分辨率是通过软件强化以及内插补点之后产生的分辨率，大约为光学分辨率的34倍。当见到号称分辨率高达4800 dpi或6400 dpi的扫描仪时， 这一定指的是输出分辨率。二、色度学基础 灰度图像中，图像的像素值是光强， 即二维空间变量的函数f(x, y)。如果把灰度值看成是二维空间变量和光谱变量的函数f(x, y, )，即多光谱图像，也就是通常所说的彩色图像。在计算机上

14、显示一幅彩色图像时，每一个像素的颜色是通过三种基本颜色（即红、绿、蓝）合成的，即最常见的RGB颜色模型。要理解颜色模型， 首先应了解人的视觉系统。 人眼构造简介水晶体虹膜角膜瞳孔视神经盲点视网膜黄斑区睫状小带 眼睛中的光接收器主要是视觉细胞，它包括锥状体和杆状体。中央凹部分特别薄，这部分没有杆状体，只密集地分布锥状体。它具有辨别光波波长的能力，因此，对颜色十分敏感。有时它被叫做白昼视觉。每只眼睛的锥状体大约有700万个，在中央凹的分布间隔大约为22.5微米。杆状体比锥状体的灵敏度高，在较暗的光线下就能起作用。但是，它没有辨别颜色的能力，有时又叫它夜视觉。杆状体分布面积较大，其数量大约有亿千万个

15、。正因为两种视觉细胞的不同特点，所以我们看到的物体在白天有鲜明的色彩，而在夜里却看不到颜色。与视觉细胞相比，神经节细胞数目较少，大约有100万左右。三、光觉和色觉 眼睛对光的感觉称为光觉，对颜色的感觉称为色觉。 这是眼睛的基本特性。 1) 光觉门限及亮度辨别门限光觉门限：把产生光觉的最小亮度叫做光觉门限或光觉阈。锥状体和杆状体各自的最大灵敏度随波长而异，杆状体的最灵敏点比锥状体最灵敏点波长短50nm左右。波长从380740nm分别与紫、蓝、绿、黄、橙、红等顺序相对应。这就是在傍晚光线变暗时我们所看到的物体没有颜色的原因，这种现象叫 Purkinje shift 现象。 图233 锥状体(a)和

16、杆状体(b)的相对灵敏度特性光觉门限与刺激面积和刺激时间有密切关系。关于光觉门限与刺激面积的关系有里克（Ricco）定律和里波（Riper）定律来描述。当刺激面积较小时，光觉门限的强度 I 与面积 A 的关系遵循下式之关系，即： (247)刺激面积大，光觉门限小 当刺激面积较大时，有下式的关系成立 (248)2) 有关色觉的学说 自年牛顿成功地分解了太阳光谱以来，认为光的波动经过神经传到大脑，由于波长不同而产生不同颜色感觉的这一假说至今还在提倡。 Young (1801)认为颜色不是光的物理性质而是一种感觉现象。后来赫姆霍尔兹(Helmholtz)发展了这种假说，认为视网膜有三种色细胞，由于光

17、学反应引起三种视神经纤维的兴奋，由此又引起大脑三种神经细胞兴奋而产生色觉。这就是扬赫姆霍尔兹(YoungHelmholtz)的色觉三原色学说。 另一方面，也有对三原色假说持反对立场的人，特别是扬赫姆霍尔兹的三原色为红、绿、紫。据经验，黄色用红色和绿色混合而成是难于理解的。也就是说，用他的三原色假说不能说明黄色的纯色性。提出这一反对论点的代表人物是赫林(Hering)。 赫林的假说是在视网膜上有红绿物质，黄蓝物质，白黑物质。在光刺激下，各物质同时向对立的方向发生化学变化，向两个方向变化的程度根据刺激的波长不同而不同，由此产生色觉。赫林的相对色假说对说明色适应和色对比现象理由较好，但对色盲的性质却

18、不能加以详细说明。三原色假说和相对色假说考虑方法是对立的，本世纪也有提倡一种折衷的假说，如Ladd-Franklindel发展假说，Hart-ridgedel多色假说等等。最近采用物理手段研究生理学的方法发展很迅速。四、光度学及色度学原理 亮度和颜色是进入眼睛的可见光的强弱及波长成份的一种感觉的属性。从某一入射光产生的亮度和颜色的感觉无法测定，并且这种因人而异的感觉也不能比较。既使对同一个人来说，由于观察条件不同感觉也不一样。 颜色的表示方法及观察条件： 颜色的表示方法大体上有二套方法。芒塞尔(Munsell)表示系统：设置一套作为标准的颜色样本，被试的颜色与样本进行比较，然后用特殊的记号来表

19、示。 CIE表示系统： 取决于刺激光的物理性质和色的感觉的对应关系。用与这个规定的相对应的量来表示试料的光的物理性质。这就是国际上规定的CIE表示系统。 在处理光的物理性质和色觉的关系时，可在单纯的条件下来决定这种规定。一般条件规定如下： (1) 刺激亮度在视觉细胞的锥状体起作用又不刺眼的 范围内；(2)观察视野在2(或10）范围内，而且范围外是 黑暗的；(3) 视野内的光分布均匀并且不随时间变化。 在这样单纯化了的条件下观察颜色与日常在复杂情况下观察到的颜色不一样，为与感觉色相区别，把这种颜色叫做心理物理色。根据光的波动说，单一波长的光称为单色光。照射到视网膜上的某一单色光并不是引起该彩色的

20、唯一因素。例如，有几种单色黄光可以由射到视网膜上的红光和绿光配出来。几乎所有的彩色都能由三种基本彩色混配出来。这三种彩色就叫做三基色。 三基色混色及色度表示原理 由三基色混配各种颜色的方法通常有两种： 相加混色：彩色电视机上的颜色是通过相加混色 产生的。 相减混色：彩色电影和幻灯片等与绘画原料一样 是通过相减混色产生各种颜色的。相加混色和相减混色的主要区别：第一，相加混色是由发光体发出的光相加而产生各种颜色，而相减混色是先有白色光，尔后从中减去某些成份（吸收）得到各种彩色。第二，相加混色的三基色是红、绿、蓝，而相减混色的三基色是黄、青、紫（一般不确切地说成是黄、蓝、红）。也就是说相加混色的补色

21、就是相减混色的基色。第三，相加混色和相减混色有不同规律（指颜料相混）。相加混色： 红绿黄 红蓝紫 蓝绿青 红绿蓝白相减混色： 黄白蓝 紫白绿 青白红 白蓝绿红黑 格拉斯曼定律（Grassman Law)反映了视觉对颜色的反应取决于红、绿、蓝三输入量的代数和。包括如下四项内容：（）所有颜色都可以用互相独立的三基色混合得 到；（）假如三基色的混合比相等，则色调和色饱和度 也相等；（）任意两种颜色相混合产生的新颜色与采用三基色分别合 成这两种颜色的各自成分 混合起来得到的 结果相等；（）混合色的光亮度是原来各分量光亮度的总和。以三基色为基础的格拉斯曼定律可用下式表示F（）（）（） 国际照明委员会（C

22、IE）规定： 红色（波长700.00nm）， 绿色（波长546.1nm） 蓝色（波长438.8nm）这就是CIE的R、G、B颜色表示系统。 CIE的R、G、B颜色表示系统在数字图像处理中的终端显示通常用显像管（CRT）也就是用彩色监视器显示。由相加混色原理可知白光可由红、绿、蓝三种基色光相加得到。产生1lm的白光所需要的三基色的近似值可用下面的亮度方程来表示： 1 lm(白光)=0.30 lm(红)+0.59 lm(绿、)+0.11 lm(蓝)产生白光时三基色的比例关系是不等的，这显然给实际使用带来一些不方便。为了克服这一缺点，使用了三基色单位制。这就是所谓的T单位制。在使用T单位制时，认为白

23、光是由等量的三基色组成。因此，表示的亮度方程可改写如下： 1lm(W)=1T(R)+1T(G)+1T(B)1T单位红光=0.30lm；1T单位绿光=0.59lm；1T单位蓝光=0.11lm。由此可知T单位与流明数的关系，在需要的时候可以很容易地进行转换。由于T单位的采用就除掉了复杂数字带来的麻烦。 由三基色原理可知，任何颜色都可由三基色混配而得到。为了简单又方便地描绘出各种彩色与三基色的关系，采用了彩色三角形与色度图的表示方法。这是一个等边三角形，三个顶点分别为红、绿、蓝三色。其中黄色位于红与绿之中间，紫色落在蓝色和红色中间，青色在绿色与蓝色中间。相加混色彩色三角形 根据人眼的结构，所有颜色都

24、可看作是三种基本颜色R表示红（Red）、 G表示绿（Green)和B表示蓝（Blue)按照不同的比例组合而成。为了建立标准，国际照明委员会(CIE)早在1931年就规定三种基本色的波长分别为R：700 nm，G：546.1 nm，B： 435.8 nm。 一幅彩色图像的像素值可看作是光强和波长的函数值f(x, y, )，但实际使用时，将其看作是一幅普通二维图像， 且每个像素有红、绿、蓝三个灰度值会更直观些。 2 颜色的三个属性 颜色是外界光刺激作用于人的视觉器官而产生的主观感觉。颜色分两大类：非彩色和彩色。非彩色是指黑色、白色和介于这两者之间深浅不同的灰色， 也称为无色系列。彩色是指除了非彩色

25、以外的各种颜色。颜色有三个基本属性， 分别是色调、 饱和度和亮度。基于这三个基本属性，提出了一种重要的颜色模型HSI（Hue、 Saturation、 Intensity）。3. 颜色模型 为了科学地定量描述和使用颜色，人们提出了各种颜色模型。目前常用的颜色模型按用途可分为两类，一类面向诸如视频监视器、 彩色摄像机或打印机之类的硬件设备。另一类面向以彩色处理为目的的应用，如动画中的彩色图形。面向硬件设备的最常用彩色模型是RGB模型，而面向彩色处理的最常用模型是HSI模型。另外，在印刷工业上和电视信号传输中，经常使用CMYK和YUV色彩系统。 1）RGB模型 RGB模型用三维空间中的一个点来表示

26、一种颜色。每个点有三个分量，分别代表该点颜色的红、绿、蓝亮度值， 亮度值限定在0, 1。 在RGB模型立方体中，原点所对应的颜色为黑色，它的三个分量值都为零。距离原点最远的顶点对应的颜色为白色，它的三个分量值都为1。从黑到白的灰度值分布在这两个点的连线上， 该线称为灰色线。立方体内其余各点对应不同的颜色。彩色立方体中有三个角对应于三基色红、绿、蓝。剩下的三个角对应于三基色的三个补色黄色、 青色（蓝绿色）、品红（紫色）。 图2.6 RGB模型单位立方体 2） HSI模型 HSI模型是Munseu提出的， 它反映了人的视觉系统观察彩色的方式，在艺术上经常使用HSI模型。HSI模型中，H表示色调(H

27、ue)，S表示饱和度(Saturation)， I表示亮度(Intensity，对应成像亮度和图像灰度)。 这个模型的建立基于两个重要的事实： I分量与图像的彩色信息无关； H和S分量与人感受颜色的方式是紧密相联的。 图2.7中的色相环描述了色相和饱和度两个参数。色相由角度表示，它反映了该彩色最接近什么样的光谱波长。一般假定0表示的颜色为红色， 120的为绿色， 240的为蓝色。0到240的色相覆盖了所有可见光谱的彩色，在240到300之间为人眼可见的非光谱色（紫色）。 饱和度是指一个颜色的鲜明程度，饱和度越高，颜色越深， 如深红，深绿。饱和度参数是色环的原点（圆心）到彩色点的半径的长度。由色

28、相环可以看出，环的边界上纯的或饱和的颜色， 其饱和度值为1。在中心是中性（灰色）阴影， 饱和度为0。 图2.7 色相环 亮度是指光波作用于感受器所发生的效应，其大小由物体反射系数来决定，反射系数越大，物体的亮度愈大，反之愈小。 HSI模型的三个属性定义了一个三维柱形空间， 如图2.8所示。灰度阴影沿着轴线从底部的黑变到顶部的白，具有最高亮度。最大饱和度的颜色位于圆柱上顶面的圆周上。 图2.8 柱形彩色空间 4. 颜色模型的相互转换 1) RGB转换到HSI 对任何3个0， 1范围内的R、G、B值，其对应HSI模型中的I、S、H分量的计算公式为 上式计算出的H值的范围为 0, 180， 对应于。

29、在时，值大于180,只要令360H，即可把转换到180，360区间。当S0时对应的是无色彩的中心点，这时H就没有意义，此时定义H为0。当I0时，S也没有意义。 2) HSI转换到RGB 假设S、I的值在0，1之间，R、G、B的值也在0，1之间，则HSI转换为RGB的公式为(分成3段以利用对称性) （1）当H在0，120之间 (2-5) (2) 当H在120，240之间 (2-6) (3) 当H在240，360之间 (2-7) 5. CMYK表色系统 CMYK表色系统也是一种常用的表示颜色的方式。计算机屏幕显示通常用RGB表色系统，它是通过相加来产生其他颜色， 这种做法通常称为加色合成法(Add

30、itive Color Synthesis)。而在印刷工业上则通常用CMYK表色系统，它是通过颜色相减来产生其他颜色的，所以称这种方式为减色合成法(Subtractive Color Synthesis)。 CMYK模式的原色为青色(Cyan)、品红色(Magenta)、黄色(Yellow)和黑色（Black）。在处理图像时，一般不用CMYK模式， 主要是因为这种模式的文件大， 占用的磁盘空间和内存大。这种模式一般在印刷时使用。 6. 其他表色系统 1） YUV电视信号彩色坐标系统 YUV彩色电视信号传输时，将R、G、B改组成亮度信号和色度信号。PAL制式(一种电视标准)将R、G、B三色信号改

31、组成Y、U、V信号， 其中Y信号表示亮度，U、V信号是色差信号。 2） Lab颜色模型 Lab颜色模型是CIE于1976年推荐的设计成符合孟塞尔彩色系统的表色系。Lab 颜色由亮度或光亮度分量L 和a、b两个色度分量组成。其中a在的正向数值越大表示越红，在负向的数值越大则表示越绿；b在的正向数值越大表示越黄，在负向的数值越大表示越蓝。Lab颜色与设备无关， 无论使用何种设备（如显示器、打印机、计算机或扫描仪）创建或输出图像，这种模型都能生成一致的颜色。 2.5 图像文件格式 数字图像有多种存储格式，每种格式一般由不同的开发商支持。因此，要进行图像处理，必须了解图像文件的格式， 即图像文件的数据

32、构成。 图像的一般结构：包含有文件头、文件体和文件尾等三部分文件头：文件类型、文件制作者、制作时间、版本号、 文件大小 软件ID、软件版本号、图像分辨率、图像尺寸、图像深 度、彩色类型、编码方式、压缩算法 文件体：图像数据、彩色变换表 文件尾：用户名、注释、开发日期、工作时间1.BMP格式Windows Bit Map的缩写，是最普遍的点阵图像格式之一，是Windows和OS/2。在Windows环境中运行的图像软件都支持BMP图像格式。 BMP只能存储4种图像数据：单色、16色、256色和全彩色。 2. PCX文件 PCX文件格式由ZSoft公司设计, 最早使用的图像文件格式之一， 由各种扫

33、描仪扫描得到的图像几乎都能保存成PCX格式。PCX支持256种颜色，结构较简单，存取速度快，压缩比适中，适合于一般软件的使用。 3. GIF图像文件格式 CompuServe开发的图形交换文件格式GIF（Graphics Interchange Format），目的是在不同的系统平台上交流和传输图像。它是在Web及其他联机服务上常用的一种文件格式，用于超文本标记语言(HTML)文档中的索引颜色图像， 但图像最大不能超过64 M，颜色最多为256色。GIF主要是为数据流而设计的一种传输格式，而不是作为文件的存储格式。4. JPEG图像格式 JPEG(Joint Photographers Exp

34、erts Group)格式即联合图像专家组, 是由ISO和CCITT为静态图像所建立的第一个国际数字图像压缩标准，主要是为了解决专业摄影师所遇到的图像信息过于庞大的问题。由于JPEG的高压缩比和良好的图像质量， 使得它广泛应用于多媒体和网络程序中。JPEG和GIF成为HTML语法选用的图像格式。 标记图像文件格式TIFF (Tag Image File Format)， 它是现存图像文件格式中最复杂的一种，它提供存储各种信息的完备的手段， 是目前流行的图像文件交换标准之一，主要用于应用程序和计算机平台之间交换文件，与计算机结构、操作系统和图形硬件无关。TIF格式文件的设计考虑了扩展性、 方便性

35、和可修改性，因此非常复杂，要求用更多的代码来控制它，结果导致文件读写速度慢， TIF代码也很长。TIF文件由文件头、参数指针表与参数域、参数数据表和图像数据4部分组成。如表2-2表2-4所示。 5. TIFF文件格式 (TIF)JPG比BMP小但不丢信息2305K300K1.239K2305KTIFF2.6 图像的灰度直方图定义性质用途1234565456214123456643221166466345666146623136466灰度直方图图像灰度直方图的定义 灰度直方图是灰度级的函数，描述的是图像中该灰度级的像素个数。即：横坐标表示灰度级，纵坐标表示图像中该灰度级出现的个数。 灰度直方图另一种