图象基础知识

图象基础知识1第一页，共二十九页，编辑于2023年，星期二第1章

图像基础知识

2第二页，共二十九页，编辑于2023年，星期二1.1数字图像与图像处理1.1.1图像图像上的点通常称为像素(Pixel)3第三页，共二十九页，编辑于2023年，星期二图像与像素4第四页，共二十九页，编辑于2023年，星期二图像与像素0123m0123n5第五页，共二十九页，编辑于2023年，星期二图像及图像的类型彩色图像黑白灰阶图像黑白二值图像多光谱图像立体图像动态序列图像6第六页，共二十九页，编辑于2023年，星期二图形与图像(1.1.2-4)比较的内容图形图像实例工程图纸照片基本元素矢量(如直线、圆和形状等图形元素)像素存储数据各个矢量的参数(属性)各个像素的灰度或颜色分量显示过程逐个矢量绘制，绘制过程的长短与图形的复杂程度有关，元素愈多，时间愈长整幅图像“粘贴”，不经压缩图像的显示过程的长短与图像的复杂程度无关应用领域计算机辅助设计(CAD)、计算机动画数字图像处理、界面制作表1-2计算机图形与计算机图像的比较7第七页，共二十九页，编辑于2023年，星期二

图像处理的主要内容(1.1.3)图像编码专门的数据压缩技术。不失真压缩，失真有损压缩图像的增强与复原图像增强以清晰为目标，用以改善供人观看的图像的主观质量图像复原以逼真为目标，找出图像降质的原因，并尽可能消除它，使图像恢复本来面目图像分析(1)分割按灰度、颜色或几何性质等把一些物体或区域加以分离(2)描述用适当的数学语言(如图论、句法、形态学等)来表示已分离区域或物体的结构与统计性质，或表示区域间的关系(3)分类8第八页，共二十九页，编辑于2023年，星期二

图像处理的主要内容(1.1.3)图像重建投影重建例如，利用X射线等手段取得物体的许多幅来自不同角度的投影图，再通过计算获得物体内部各层横截面的图像(CT)三维重建利用阴影、运动等图像信息恢复三维物体形状9第九页，共二十九页，编辑于2023年，星期二颜色模式(1.2)彩色的特性彩色有3种特性HSV，即色调(Hue)、饱和度(Saturation)和亮度(Value、Brightness、Lightness、Intensity)10第十页，共二十九页，编辑于2023年，星期二色调(Hue)色调是彩色彼此相互区分的特性，如红、橙、黄、绿、蓝、紫等通常，色调用“度(°)”来表示，分别为红(0°或360°)、黄(60°)、绿(120°)、青(180°)、蓝(240°)和品红(300°)11第十一页，共二十九页，编辑于2023年，星期二饱和度(Saturation)饱和度是指彩色的纯洁性。可见光谱的各种单色光是最饱和的彩色。当光谱色掺入白光(灰色光)成分愈多时，就愈不饱和。通常，饱和度用百分比表示，百分比愈大，饱和度愈高12第十二页，共二十九页，编辑于2023年，星期二亮度(Value)彩色光的亮度愈高，人眼就愈感觉明亮，或者说有较高的亮度。非彩色只有亮度的差别，而没有色调和饱和度这两种特性13第十三页，共二十九页，编辑于2023年，星期二颜色轮颜色轮是一个表示颜色的理想示意图，用它可以表达颜色混合的各种规律性。若把饱和度最高的光谱色依顺序围成一个圆环便构成颜色轮，每一颜色都在轮上或轮内占一确定位置，白色位于圆圈的中心。颜色愈不饱和，其位置愈靠近中心。在颜色混合时，为了推测两颜色的混合色，可以把两颜色看做是两个重量，根据二者比重的大小用计算质量重力中心的原理来确定混合色的位置。14第十四页，共二十九页，编辑于2023年，星期二颜色轮凡两颜色相混合产生白色或灰色，这两种颜色为互补色。颜色轮圆心对边的任何两种颜色都是互补色，按适当比例相混时得到白色或灰色例如将黄色和蓝色按适当比例混合便产生白色或灰色。15第十五页，共二十九页，编辑于2023年，星期二RGB颜色模式(1.2.2)

0123RGBRGBRGBRGB0122518913401230123416第十六页，共二十九页，编辑于2023年，星期二RGB颜色模式(1.2.2)

在RGB颜色空间中，最高强度的红、绿、蓝相加就产生白色；等值的红、绿、蓝组合在一起就产生自然的灰色阴影，低值则产生深灰色，而高值则产生浅灰色。当白光的亮度用Y来表示时，它和红、绿、蓝三色光的关系(亮度公式)：Y=0.299R+0.587G+0.114B (1.2.1)此式是据NTSC(美国国家电视制式委员会)电视制式推得的17第十七页，共二十九页，编辑于2023年，星期二调色板(1.3.3)调色板实际上是一种内存图象数据与显示器图象显示颜色数值的转换器它一方面能将种类更多的内存色彩数据转换种类相对较少的显示器颜色数值，另一方面它通过硬件加速色彩数据的转换

3RGB0123289133446521287343251891…235465255834587251891调色板内存图象数据显示颜色的图象18第十八页，共二十九页，编辑于2023年，星期二调色板(1.3.3)19第十九页，共二十九页，编辑于2023年，星期二修改像素颜色的方法直接修改显示存储器中的内容修改调色板的内容

3RGB0123289133446521287343251891…235465255834587251891调色板内存图象数据图象显示颜色20第二十页，共二十九页，编辑于2023年，星期二图像文件概述(1.4)图像文件的结构(1.4.2)文件头文件头用于存放图像的各种特征参数、像素数据与调色板数据在文件中的存放位置，以及文字注解等像素数据像素数据以位图的形式存放，有压缩、不压缩之分调色板数据调色板数据是指二值、16色和256色彩色图像的色调数据真彩色图像的像素数据中已有颜色分量，故不再需要调色板数据

21第二十一页，共二十九页，编辑于2023年，星期二BMP图像文件(1.5)BMP文件结构由位图文件头、位图信息和像素数据3部分组成位图信息又由位图信息头和调色板数据组成位图文件头位图信息位图信息头调色板数据像素数据22第二十二页，共二十九页，编辑于2023年，星期二BMP文件结构－位图文件头数据类型标识符内容CharbfType[2]ASCII字符'BM'DWORDBfSize文件大小(以4字节为单位)WORDbfReserve1备用单元1WORDbfReserve2备用单元2DWORDBfOffBits图像开始处的字节偏移23第二十三页，共二十九页，编辑于2023年，星期二BMP文件结构－位图信息头位图文件头长度为40数据类型标识符内容DWORDbiSize信息头大小，40字节DWORDbiWidth图像宽度，以像素为单位DWORDbiHeight图像高度，以像素为单位WORDbiPlanes位平面数总为1WORDbiBitCount每像素位数，为1、4、8或24DWORDbiCompression压缩类型，0为不压缩DWORDbiSizeImage压缩图像大小的字节数DWORDbiXpelspermeter水平分辨率DWORDbiYpelspermeter垂直分辨率DWORDbiCIrUsed使用的色彩数DWORDbiClrImportant重要色彩数位图文件头位图信息位图信息头调色板数据像素数据24第二十四页，共二十九页，编辑于2023年，星期二数据类型标识符内容DWORDbiSize信息头大小，40字节DWORDbiWidth图像宽度，以像素为单位DWORDbiHeight图像高度，以像素为单位WORDbiPlanes位平面数，总为1WORDbiBitCount每像素位数，为1、4、8或24DWORDbiCompression压缩类型，0为不压缩DWORDbiSizeImage压缩图像大小的字节数DWORDbiXpelspermeter水平分辨率DWORDbiYpelspermeter垂直分辨率DWORDbiCIrUsed使用的色彩数DWORDbiClrImportant重要色彩数25第二十五页，共二十九页，编辑于2023年，星期二BMP文件结构－调色板调色板数据从第54字节开始存放，其数量由图像的类型决定，它的每个项有4个分量，分别为蓝、绿、红和0分量26第二十六页，共二十九页，编辑于2023年，星期二2