图形图象处理技术

图形图象处理技术第一页，共二十五页，编辑于2023年，星期五一、图形与图像的基本概念色彩与光

第五章图形图像处理技术第二页，共二十五页，编辑于2023年，星期五

第五章图形图像处理技术第三页，共二十五页，编辑于2023年，星期五一、图形与图像的基本概念色彩与光人能感知颜色的原因：光的照射、眼睛中有感知颜色的细胞（锥体细胞、杆体细胞）及物体本身有关。小知识：色盲及色弱。色盲是指不能分辨颜色，其中最常见的是红色盲及绿色盲。色弱是指分辨颜色的能力较差。（公交车站牌的颜色由红绿替换成白绿；十字路口设置箭头分向标志灯等等都是其应用。）第五章图形图像处理技术第四页，共二十五页，编辑于2023年，星期五一、图形与图像的基本概念色彩三要素色相（色调）：指当人眼看到一种或多种波长的光时所产生的彩色感觉，它反映了颜色的种类。饱和度（纯度）：表示颜色的浓淡或鲜艳程度。亮度（明度）：表示颜色的的明暗程度。第五章图形图像处理技术明度不同的颜色：黄色明度最高，显得最亮，紫色明度最低，显得最暗第五页，共二十五页，编辑于2023年，星期五一、图形与图像的基本概念三基色原理

三基色原理认为自然界中景物的绝大多数的彩色光能分解为互相独立的红、绿、蓝三种基色光；反之用相互独立的红、绿、蓝三种基色光以不同的比例混合，可模拟出自然界中绝大多数景物的颜色。颜色模型：计算机表示颜色的数字方法RGB（加色模型）：它是以RGB三色光互相叠加来实现混合的方法。适合于显示器等发光体的显示。每种颜色的亮度大小用数字0-255表示，共有1670万种颜色。

第五章图形图像处理技术第六页，共二十五页，编辑于2023年，星期五一、图形与图像的基本概念颜色模型F（物体颜色）=R（红色的百分比）+G（绿色的百分比）+B（蓝色的百分比）CMYK（减色模型）：是采用青、品红、黄3种基本颜色按一定比例合成颜色的方法。主要用于印刷。原理是利用剩余反射光线产生颜色。光线全被吸收产生黑色，全被反射产生白色。HSB（HIS、HSV）：色相、饱和度、亮度。第五章图形图像处理技术第七页，共二十五页，编辑于2023年，星期五一、图形与图像的基本概念颜色模型YUV/YIQ：彩色电视使用的色彩空间YIQ：适用于NTSC制式彩色电视

Y--亮度信号

I、Q--彩色分量，构成色差信号YUV：适用于PAL、SECAM制式彩色电视

Y--亮度信号，可构成灰色图像

U、V--彩色分量，构成色度信号与YIQ相比，Y和U、V相互独立。

第五章图形图像处理技术第八页，共二十五页，编辑于2023年，星期五一、图形与图像的基本概念颜色模型第五章图形图像处理技术RGB模型CMYK模型第九页，共二十五页，编辑于2023年，星期五一、图形与图像的基本概念图像的基本属性分辨率（像素或点数目多少）：直接影响图像的质量显示器分辨率：指计算机显示器的物理分辨率，即在显示器屏幕上的荧光粉点数或像素数，以水平垂直像素表示。图像分辨率：指数字图像的实际像素数目，以水平像素数×垂直像素数。扫描分辨率：在用扫描仪扫描图像时所选择的分辨率，通常用每英寸多少点表示。（DPI）打印分辨率：图像打印时每英寸可识别的点数。（DPI）第五章图形图像处理技术第十页，共二十五页，编辑于2023年，星期五一、图形与图像的基本概念图像的基本属性像素：是构成图像最基本的单元颜色深度：是指图像中每个像素的颜色（或亮度）信息所占的二进制位数，常用的图像颜色深度有1、4、8、24。彩色图像：可使用的最多颜色数目灰度图像：可使用的亮度级别数目图像大小：指在磁盘上存储整幅图像所有点的字节数，反映了图像所需数据存储空间的大小，计算公式如下：数据量＝图像分辨率×颜色深度/8(B)

例：一幅640×480的真彩色图像，未压缩的图像数据量

是多少？第五章图形图像处理技术第十一页，共二十五页，编辑于2023年，星期五一、图形与图像的基本概念图形与图像的基本类型位图：又称之为像素图或点阵图，图的构成是由一个个像素所组成的。其中每个像素的颜色、亮度和属性是用一组二进制像素值来表示的。它适合表现包含大量细节的图片，如明暗、浓淡、层次和色彩变化等。优点：色彩和色调丰富，景物逼真缺点：缩放处理易失真，数据量大常用软件：Photoshop

PhotoImpact第五章图形图像处理技术第十二页，共二十五页，编辑于2023年，星期五一、图形与图像的基本概念图形与图像的基本类型矢量图：用一系列计算机指令集合的形式来描述或处理一幅图的，矢量文件中的图形元素称为对象，所以，矢量图又称为面向对象的图形，每个对象都是一个自成一体的实体，它具有颜色、形状、轮廓、大小和屏幕位置等属性。主要用于工程图、白描图、卡通漫画等。优点：图形文件占用空间较少缺点：图形复杂时耗时相对较长常用软件：CorelDRAW

AutoCadIllustrator第五章图形图像处理技术第十三页，共二十五页，编辑于2023年，星期五第五章图形图像处理技术一、图形与图像的基本概念图形与图像的比较比较内容图形图像文件大小与图形的复杂程度有关，一般较小与图像的尺寸和颜色有关，一般较大文件内容图形指令图像点阵数据缩放、旋转处理无失真有失真处理技术绘制、创造和艺术性获取、复制和技巧性应用范围标志设计、工程制图及美术字、卡通漫画等自然界中的真实景物及层次细致、色彩丰富及包含大量细节的图片分辨率无关分辨越高，图像质量越好第十四页，共二十五页，编辑于2023年，星期五第五章图形图像处理技术二、图像编码压缩技术图像压缩的依据图像数据的冗余性图像数据的相干性图像压缩技术无失真编码可逆压缩无损压缩霍夫曼编码行程编码算术编码有失真编码不可逆压缩有损压缩预测编码、变换编码矢量量化编码、子带图像编码小波变换编码、分形图像编码第十五页，共二十五页，编辑于2023年，星期五第五章图形图像处理技术二、图像编码压缩技术常用静态图像压缩标准JPEG标准（ISO10918）JPEG(JointPhotographicExpertsGroup)是ISO和ITU-T共同组建的联合图像专家组。任务：为连续色调(灰度或彩色)静态图像压缩编码制定国际标准。原始图像重构图像逆向离散余弦变换正向离散余弦变换量化逆量化编码解码压缩图像量化表编码表第十六页，共二十五页，编辑于2023年，星期五第五章图形图像处理技术JPEG2000标准（ISO15444）

JPEG2000是JPEG升级标准，其应用包括：应用领域说明数码相机感觉上无损，低复杂度编码网络传输渐进模式，误码鲁棒性强数字图书馆渐进模式，基于内容的元数据扫描和打印视觉上的有损到无损，低复杂度MotionJPEG2000低比特率的视频编码彩色静态图像二值图像高压缩率图像JPEGJBIGJPEGLS小波编码JPEG2000第十七页，共二十五页，编辑于2023年，星期五第五章图形图像处理技术JPEG与JPEG2000之比较

标准JPEGJPEG2000标题连续色调静态图像的数字压缩编码新一代静态图像编码标准日期1986.3-1992.101996.2-2000.12压缩比2-30:12-50:1(提高了30-50%)主要技术离散余弦变换(DCT)哈夫曼编码算术编码离散小波变换(DWT)EBCOT核心算法ROI(感兴趣区域)应用场合Internet数字照相图像视频编辑Internet数字照相打印、扫描、移动通信第十八页，共二十五页，编辑于2023年，星期五第五章图形图像处理技术三、常用图形图像文件格式图像文件格式文件格式：指文件在编码过程中，定义了数据信息、不同识别信息及压缩方法的数据记录形式。BMP（Bitmap，位图）：Windows标准图像文件（位映射存储）每个文件只能存放一幅图像多种颜色存储格式（1,4,8,24位）未经压缩的BMP文件一般都比较大JPEG-JoingPhotographicExpertsGroup：JPG/JPEG是24位的图像文件格式，也是一种高效率的压缩格式(1:10～1:20)。它采用有损编码方式，使JPEG格式的图像文件与原始图像发生很大差别。第十九页，共二十五页，编辑于2023年，星期五第五章图形图像处理技术三、常用图形图像文件格式图像文件格式对于表达自然景观的色彩丰富的图片，JPEG编码方式具有非常好的处理效果。对于使用计算机绘制的具有明显边界的图形，JPEG编码方式的处理效果不佳。GIF（GraphicsInterchangeFormat）：GIF格式的图像文件是由CompuServe公司于1987年推出,主要为网络传输和BBS用户使用图像文件而设计。GIF是世界通用的图像格式，适合于动画制作、网页制作以及演示文稿制作等。采用改进的LZW压缩算法处理数据最多存储256色，不支持24bit一个文件可存放多幅图像(动画)第二十页，共二十五页，编辑于2023年，星期五第五章图形图像处理技术三、常用图形图像文件格式图像文件格式PNG（PortableNetworkGraphicFormat）PNG是20世纪90年代中期开发的流式网络图形格式。它使用LZ77派生的无损数据压缩算法。PNG存储灰度图像时，图像深度可达16位。PNG存储彩色图像时，图像深度可达48位。TIFF(TagImageFileFormat)：TIFF格式的图像文件是由Aldus公司开发的一种通用的位映射图像文件格式。其特点是可移植性好，在PC、Macintosh、Unix等均能读出。第二十一页，共二十五页，编辑于2023年，星期五第五章图形图像处理技术三、常用图形图像文件格式图像文件格式PSD(PhotoShopDocument)：PSD是Photoshop的专用文件格式,它包含图层、通道、蒙版等制作效果(草稿图),编辑过程以PSD保存，编辑后再转换成其它格式。

特点：①保存各种信息,占用空间较大②压缩比与JPEG差不多且不失真③支持RGB、CMYK等色彩模式④PSD存取速度比其它格式快第二十二页，共二十五页，编辑于2023年，星期五第五章图形图像处理技术三、常用图形图像文件格式图像文件格式PDF（PortableDocumentFormat）：是Postscript打印语言的变种，它使用户能够在屏幕上查看用电子方法产生的文档。可用Acrobat软件对其进行查看、编辑等操作。

特点：①可保留源程序的所有信息②是一种与应用程序无关的文档格式③可在不同的平台间进行切换④安全性能较高第二十三页，共二十五页，编辑于2023年，星期五第五章图形图像处理技术三、常用图形图像文件格式图形文件格式WMF文件：Windows图元文件，它是矢量图。文件短小，图案造型化。DXF文件：AutoCAD中图形文件，以ASCII方式存储图形，表示图形非常准确。CDR文件：