第1章 图象基础知识(本科生)
图象基础知识
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
BMP文件结构－像素数据
存储位置可由位图文件头中得到 每行字节数应为4的倍数 像素数据自下而上存放 真彩色图像像素数据的存放顺序为蓝绿红
位图文件头
位 位图信息头 图 信 调色板数据 息 像素数据
绿 120°
黄 60°
青 180°
白
红 0°
蓝 240°
品红 300°
图 1-3
颜色轮
10
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°)
绿 120° 黄 60°
青 180°
白
红 0°
蓝 240°
品红 300°
图 1-3
颜色轮
12
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
绿 120°
黄 60°
青 180°
白
红 0°
蓝 240°
品红 300°
7
应用领域
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
图形图像学基础1ppt课件
光栅扫描式图形显示器
•具有一位帧缓存的黑白光栅显示器结构图
寄存器
1
1
DAC
电子枪
帧缓冲寄存器
CRT光栅
帧缓存中单元数目与显示器上像素的数目相同 各单元的数值决定了其对应像素的颜色
位面技术
1 0 0
N位寄存器 00 1
有N个位面的帧缓存
2NDAC 电子枪 0~2N-1灰度值
图形输入设备
鼠标、键盘 数码相机
采用的摄像感应器有两种
CCD CMOS：便宜，但质量相对较差
扫描仪
图形输入设备
数据手套(Data glove)
可测量出手的位置和形状，从而实现环境中的虚拟手及其对 虚拟物体的操纵。 数据手套通过手指上的弯曲、扭曲传感器和手掌上的弯度、 弧度传感器，确定手及关节的位置和方向。
图形输入设备
图形输入的一个特殊领域
真实物体的三维信息的输入
零件进行大规模生产必须在计算机中生成三维实体模型
这个模型有时要通过已有的实物零件得到
采集实物表面各个点的位置信息
扫描保存古代名贵的雕塑和其它艺术品的三维信息
在计算机中产生这些艺术品的三维模型
图形输出设备
阴极射线管(CRT)
– 组成 –包括电子枪、聚焦系统、加速电极、偏转系统、荧光屏
若存储器位长固定，则屏幕分辩率与同时可用的颜色种数成反比 1兆字节的帧缓存 若设分辩率为640×480，则帧缓存每个单元可有24位，可能 同时显示224种颜色 若设分辩率为1024×768，则每个单元分得的位数仅略多于8， 只能工作于256色显示模式下
高分辨率和真彩要求有大的显存
衡量CRT的指标
某种CRT产生稳定图像所需要的最小刷新频率 =1秒/荧光物质的持续发光时间 （例如）=1000/40=25Hz
图像基础
图像基础图像（Picture）有多种含义，其中最常见的定义是指各种图形和影像的总称。
在理科的学习以及日常的学习或统计中，图像都是必不可少的组成部分，他为人类构建了一个形象的思维模式，有助于我们学习、思考问题。
基本信息词条信息【词目】图像【英文】image 【拼音】tú xiàng基本解释各种图形和影像的总称[picture;image] 绘制、摄制或印制的形象把电视机图像调亮些详细解释同“ 图象”。
晋傅咸《卞和画像赋》：“既铭勒於钟鼎，又图像於丹青。
” 北魏郦道元《水经注·漯水》：“其神图像，皆合青石为之。
”基本概念布图中呈现的任何单个的几何图形：(1)作为底图或布图一部分的绘制图形；(2)投影在屏幕上或目视的光学图像，通常经过若干倍的放大或缩小；(3)被氧化的硅片上刻蚀出的二氧化硅图像；(4)光学掩模版上及照相基片或干板上的乳胶层中的照相图像；(5)基片上的涂层经曝光和显影后呈现的光致抗蚀剂图形。
图像是由扫描仪、摄像机等输入设备捕捉实际的画面产生的数字图像。
由像素点阵构成的位图。
图像用数字任意描述像素点、强度和颜色。
描述信息文件存储量较大，所描述对象在缩放过程中会损失细节或产生锯齿。
在显示方面它是将对象以一定的分辨率分辨以后将每个点的色彩信息以数字化方式呈现，可直接快速在屏幕上显示。
分辨率和灰度是影响显示的主要参数。
图像适用于表现含有大量细节（如明暗变化、场景复杂、轮廓色彩丰富）的对象，如：照片、绘图等，通过图像软件可进行复杂图像的处理以得到更清晰的图像或产生特殊效果。
计算机中的图像从处理方式上可以分为位图和矢量图。
物理图像：在物理学中，物理图像是指以几何线条和几何符号等图形来形象地反映物理过程、物理现象或者物体与物质的各类特征和变化规律。
图像处理国际图像艺术推广机构君友会对图像处理流程的阐述是：图像处理是对图像进行分析、加工、和处理，使其满足视觉、心理以及其他要求的技术。
图像基础知识
图像处理基础知识主要内容:一.位图图像和矢量图形二.图像处理的基本概念三.图像文件的基本格式四.色彩的基本概念五.Photoshop中的色彩模式一.位图图像和矢量图形1. 位图图像（点阵图）位图图像（在技术上称作栅格图像）使用图片元素的矩形网格（像素）表现图像。
每个像素都分配有特定的位置和颜色值。
在处理位图图像时，您所编辑的是像素，而不是对象或形状。
位图图像是连续色调图像（如照片或数字绘画）最常用的电子媒介，因为它们可以更有效地表现阴影和颜色的细微层次。
（优点）有时需要占用大量的存储空间（缺点）位图图像与分辨率有关，也就是说，它们包含固定数量的像素。
因此，如果在屏幕上以高缩放比率对它们进行缩放或以低于创建时的分辨率来打印它们，则将丢失其中的细节，并会呈现出锯齿。
2. 矢量图形矢量图形（有时称作矢量形状或矢量对象）是由称作矢量的数学对象定义的直线和曲线构成的。
矢量根据图像的几何特征对图像进行描述您可以任意移动或修改矢量图形，而不会丢失细节或影响清晰度，因为矢量图形是与分辨率无关的，即当调整矢量图形的大小、将矢量图形打印到PostScript 打印机、在PDF文件中保存矢量图形或将矢量图形导入到基于矢量的图形应用程序中时，矢量图形都将保持清晰的边缘。
（优点）对于将在各种输出媒体中按照不同大小使用的图稿（如徽标），矢量图形是最佳选择。
色彩表现力相对较差（缺点）二.图像处理的基本概念1•像素Photoshop，像素是组成图像的最基本单元2•像素尺寸位图图像高度和宽度上的像素数目3. 图像分辨率每单位长度上像素数目像素/英寸ppi例：1*1英寸的图像，30ppi,像素总数9001*1英寸的图像，100ppi,像素总数10000尺寸相同情况下，分辨率越高，像素数目越多，像素点更小，图像品质更高。
注意：1. 一般网页图像72或962. 报纸杂志通常120- 1503. 较高品质的彩色印刷图像3004. 大型灯箱广告一般不低于304. 屏幕显示大小图像在屏幕上显示的大小取决于图像的像素尺寸、显示器尺寸以及显示器分辨率设置等组合因素。
图形图像学复习整理资料
第1章图形学绪论1.1前言1. 图像信息重要性——人类传递信息的主要媒介是语音和图像。
据统计，在人类接受的信息中，听觉信息占20％，视觉信息占60％，其他如味觉、触觉、嗅觉总起来不过占20％。
所以，作为传递信息的重要媒体和手段－－图像信息是十分重要的。
2. 图像技术的起源——世界上出现第一幅照片（1839年）及意大利人乘飞机拍摄了第一张照片（1909年）通常被认为是遥感技术的起源，也是图像处理技术的兴起。
3. X射线的发现——1895年德国科学家伦琴偶然发现X射线可以穿透肌肉照出手骨轮廓，他为夫人拍摄的手部图像是第一张具有历史意义的图像，由于伦琴的发现，他获得了1901年诺贝尔物理学奖。
即世界第一张X光图像是伦琴妻子的手骨轮廓。
1.2数字图像处理的起源1. 数字图像的历史——数字图像处理的历史可追溯至二十世纪二十年代，最早应用之一是在报纸业，当时，引入巴特兰电缆图片传输系统。
2. 数字图像的原动力——数字图像处理的起源可追溯至利用这些大型机开始的空间研究项目，可以说大型计算机与空间研究项目是数字图像处理发展的原动力。
3. 计算机断层——早在20世纪70年代计算机轴向断层(CAT)、简称计算机断层(CT)是图像处理在医学诊断应用中最重要的事件之一。
计算机断层技术获得1979年诺贝尔医学奖。
1.3图像处理的应用的意义（1）图像是人们从客观世界获取信息的重要来源人类是通过感觉器官从客观世界获取信息，即通过耳、目、口、鼻、手通过听、看、味、嗅和触摸的方式获取信息。
在这些信息中，视觉信息占60％～70％。
（2）图像信息处理是人类视觉延续的重要手段人的眼睛只能看到可见光部分，但就目前科技水平看，能够成像的并不仅仅是可见光，一般来说可见光的波长为0.38 um ~0.8um⏹gamma射线：0.003nm ～0.03nm⏹x射线：0.03nm ～3 nm⏹紫外线：3nm ～300 nm⏹可见光：300nm ～800nm⏹红外线：0.8um ～300um⏹微波：0.3 cm ～100 cm⏹无线电波：100cm～（3）图像处理技术对国计民生有重要意义图像处理技术发展到今天，许多技术已日趋成熟。
01-图像的基础知识
图像类型二
位图式图像——由像素点组成
• 优点：能制作出颜色和色调变化丰富的图像、可 逼真地表现自然界的景象；可很容易地在不同软 件间交换文件； • 缺陷：无法制作真正的3D图像；图像缩放和旋转 时会产生失真现象；文件容量较大；对内存和硬 盘空间容量的需求较高； • 制作工具：Adobe Photoshop、 Corel Photopaint、Ulead PhotoImpact等
多 媒 体 素 材 图 像
图像的基础知识 利用PS进行图像处理
基本操作 简单编辑 图像合成 图像处理 图像特效
2011.9.
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第一部分 图像的基础知识
图像类型 图像分辨率 图像格式 图像色彩 版面构成
图像类型一
图像类型大致可分为：向量式图像与位图式 图像 向量式图像（矢量式图像） ——以数学的矢量方式来记录图像内容
图像格式
实践工作中，由于工作环境的不同，要使 用的文件格式也不一样。 Word排版一般使用BMP和TIF格式文件； 网页中使用的为PNG、JPEG和GIF格式的图 形文件； 印刷输出的图像格式一般为EPS或TIF的格 式。
PSD
PSD是 Adobe Photoshop 的专用档案，PSD 档可以将不同的物件以层级（Layer）分离储 存，便於修改和制作各种特效
• 特点：其内容以线条和色块为主 • 优点：文件容量小；容易进行放大、缩小或旋转 等操作并不失真；可制作3D图像； • 缺陷：不易制作色调丰富或色彩变化太多的图像； 绘制出的图形不是很逼真、不能精确描绘自然界 的景象；不易在不同的软件间交换文件； • 制作工具：Freehand、Illustrator、CorelDraw、 AutoCAD等
图形图像基础知识
第1章图形图像基础知识1.1 Photoshop功能简介Photoshop是一款强大的平面设计软件，在网页设计、建筑效果图设计、平面广告设计、特效文字设计、界面设计和影像创意设计等设计领域都有广泛的应用。
1．平面设计的概念平面设计是设计者借助一定的工具材料，将所要表达的形象及创意在二维空间中塑造出的视觉艺术。
其广泛应用于广告、招贴、包装、海报、插图及网页制作等，因此，平面设计就是视觉传达设计。
2．平面设计的应用（1）广告设计在现实生活中，广告已和人类社会的经济以及人们的文化生活紧密交织在一起。
在平面广告设计中一般包含有文字和图形。
常见的表现手法有名人与名牌、夸张与准确、幽默与悬念、劝导与引诱恐吓等。
广告作品一般由主题、创意、文字、形象和衬托等组成。
广告创作就是将这些要素有机地结合起来，成为一则完整的广告作品，如图1-1所示。
图1-1 广告设计（2）商标设计标志是表明事物特征的记号。
商标、店标、厂标等专用标志对于发展经济、创造经济效益、维护企业和消费者权益等具有巨大的实用价值和法律保障作用。
各种国内外重大活动、会议、运动会以及邮政运输、金融财贸、机关、团体乃至个人（图章、签名）等几乎都有表明自己特征的标志，如图1-2所示。
图形图像处理应用教程（第二版）2（3）包装设计包装是商品生产的延续，是商品的有机组成部分，商品经过包装和生产过程才算完成。
随着商品经济的发展，商品的包装设计越来越受到重视，如图1-3所示。
图1-2 商标设计图1-3 鲜奶包装设计（4）网页设计在因特网上，有很多设计独特、美观、新颖的网站，这些网站的网页使用了许多平面设计的技巧，如图1-4所示。
图1-4 网页设计1.2图像的基本概念1.2.1像素和分辨率要学习计算机平面设计，必须掌握图像的像素数据是如何被测量与显示的基本知识，这里涉及以下几个概念。
1．像素像素是构成图像的最小单位，是图像的基本元素。
2．分辨率分辨率是指单位长度内所含像素点的数量，单位为“像素每英寸”（pixel/inch，ppi）。
第一章 图形图像的基础知识ppt课件
MSP文件格式：Animator Pro中的一种图形文件格式
图像文件格式
第12页
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1.2 图像文件的格式
文件格式的分类
PICT文件格式：PICT文件格式主要用于Macintosh平台 OPT文件格式：Animator Pro创建的一种图形文件格式 PBM（PGM、PPM）文件格式：Portable Pixmap的缩写 PCD文件格式：是KODAK开发的一种Photo CD文件格式 PCX文件格式：专用于存储PC Paintbrush生成的图像 PDD文件格式：是PhotoShop专用的一种图形文件格式
CMYK色属于色料减色呈色方式
色彩模式的分类
用青、品红、黄做基色，在青、品红、黄的减色空间中增加 一个黑色（K）。
CMYK色彩模式的图像可以 在Photoshop中的“通道”中查 看
图信息的基本概念
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1.1 图信息的基本概念
HLS色空间
色相、亮度、饱和度的模型方式
色彩模式的分类
第一章 图形 图像的基础知 识
图信息的基本概念
1.1 图信息的基本概念
图信息可以分为：
信息的分类
图形信息（即矢量图）：计算机自主绘制形成的图信息 属于图形信息 比较流行的矢量图处理软件： CorelDraw Illustrator Freehand AutoCAD
图信息的基本概念
PIC文件格式：其中包含了未经压缩的图像信息
图像文格式
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1.2 图像文件的格式
文件格式的分类
PNG文件格式：针对网页设计的无损压缩图像文件格式 PSD文件格式：Photoshop图像处理软件的文件格式 PXR文件格式：该格式支持灰度图像和RGB彩色图像 RIF文件格式：是著名软件Painter的专用图像格式 RLE文件格是：是一种压缩过的位图文件格式 Scitex CT文件格式：在Scitex高档印前工作站上创建
第一章_图像技术基础
1 （p） 0
第1讲
1
2
第28页
像素集合的邻接和连通
对2个图像子集 S 和 T 来说，如果S中的一个或一些 像素与 T 中的一个或一些像素邻接，则可以说2个图像子集 S 和 T 是邻接的 完全在一个图像子集中的象素组成的通路上的像素 集合构成该图像子集中的一个连通组元
如果 S 中只有1个连通组元，即 S 中所有像素都互相 连通，则称 S 是一个连通集
(等价于通路的长度)将依赖于沿通路的像素 以及它们近邻像素的值。
第1讲
第38页
例题
m连通情况下像素间距离计算 例 考虑下列安排的像素并假设p，p2 和p4的值为1，p1和p3的值为0或l：
0 0 1(p) 1
1(q)
假设考虑值为1的像素连通(即： V={1})。 如果p1和p3是0，p和p4间最短m通 路的长度(Dm距离)是2。
第1讲 第4页
图像：泛指2D\3D图片、照片等一类的平面
或数字图形。 图象：一般指数学中图，如函数图象一类 的图。
图象（广义/抽象） 图像（狭义/具体）
第1讲
第5页
1、图像与数字图像
图像类型 {广义}
图片，动画，绘图，文字/档，...
{狭义}
单幅 序列图像，... 静止 运动图像（视频），... 2-D 3-D，彩色，立体对， 多光谱,多视场图像，... 灰度 深度，纹理图像，...
0 0 1
第1讲
第49页
图像旋转θ角
第1讲
第50页
级联变换
对一个坐标为 v 的点的平移、放缩、旋转变换可表 示为：
见P7公式1.3.7
v' R S (Tv ) Av
图像基本知识
1、在软件探索中不断提高学习的自主性，在评价中培养与人沟通的能力。
2、培养学生的口头表达能力、观察和分析概括能力
3、培养学生展示自我、表现自我的能力
4、培养学生独立思考问题、解决问题的能力和团结协作精神。
5、在处理图片的过程中，体验图片处理带来的乐趣。
教学
重难点
教学重点：
（1）、利用ACDSee对图片进行调整大小、裁剪、旋转、调节图片亮度、格式转换。
现在想问大家：
图片是由什么构成的呢？
现在我们看到的参赛图片格式是JPG，我们将它放大若干倍来看，就成了很多小方块，我们称为像素。因此像素是构成数学影像的最小单位。
观察图片，思考问题
学习图像处理必先了解图像的构成，对学习后续知识形成铺垫。
色彩模式
教师展示本单元课程的电子版本，请同学们观察，你在电脑上看到图片和书上看到的颜色一样吗？
检查本小组完成情况
力求每个学生都完成基本任务，部分学生尝试进阶任务
教学反思
反思：1.素材选取上要注意引导学生形成正确的审美情趣。
以前上这一课，我也选用了一些有趣或者非常漂亮的图片，虽然在看到图片时学生也会惊叹一下，但在具体的处理过程中，学生却经常会信马由缰，乱改一气，比如有的同学会以在图片上添加同学的绰号为乐。而且学生很容易跟着学，一旦“恶搞”成风，课堂效果必然大打折扣。而这一次我选用了刘翔的图片，虽然图片本身并没有什么有趣的地方，但学生由于对体育明星的崇拜和尊敬，没有出现“恶搞”的现象，对学生形成良好的审美情趣有一定的促进作用。
通过展示两个网页，进行对比，引导学生通过讨论交流，发现网页中的图片存在的不合理问题，进行主动探究式的学习。
学生示范突破重点
师：我刚才看了一下，有的同学已经完成了，有部分同学方法的也可以补充：
第一章数字图像基础
1/16/2020
浙江中医学院 陈礼民
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图像增强
• 对比度增强 • 亮度增强 • 直方图修改 • 图像平滑去噪声 • 滤波 • 图像锐化
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浙江中医学院 陈礼民
返回
12
图像复原
• 运动模糊的复原 • 逆滤波复原 • 维纳滤波复原 • 能量相等准则复原 • 代数复原 • 图像增强与图像复原之间的区别？ 返回
– 声音
图像
数学函数
连续函数
可见图像
图片 照片
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离散函数
不可见物 理图像
浙江中医学院 陈礼民
图 画
2
1
传统图象是二维(2-D)的
• 图象可以是连续的和离散的。
• 在计算机中处理离散的图像，这时图像可以看 作由点阵组成。如p2/图1.1.2/b
• 原点在左上角，
原点在左下角
Y
O C
I(r,c)
相关硬件
• 扫描仪，照相机，摄像机 • 采集卡，图像处理加速卡 • 显示器，打印机，绘图仪，投影仪
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浙江中医学院 陈礼民
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应用
• 医学图像处理（成像，处理，重建）
• 遥感图像处理
• 艺术创作
• Web
• 人机交互
• 广播与娱乐
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空间探索
■
●
f(x,y)
R (a)
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O
(b) 图1.1.1 数字图象示例
浙江中医学院 陈礼民
X
3
• 每个点称为象素:pixel • 图象可以用2-D数组f(x, y)来表示， • x和y表示2-D空间pixel的位置 • f(x,y)代表象素的某种性质的值。
图像基础知识(入门笔记)
第一章windows位图和调色板关于图像的存储方法：Ex：有一个长宽各位200个像素，颜色数为16色的彩色图，每一个像素都用RGB 3个分量表示。
①最易想到，最原始的存储方法：因为每个分量有256个级别，要用8bit，即1 byte 来表示，所以每个像素需要用3 byte。
So，整个图像要用200 * 200 * 3，约120k byte。
②调色板palette我们用一个表，表中每一行记录一种颜色的R G B 值，而列数等于颜色数。
这样一行需要3 byte （R G B 各占1 byte），16 个状态需要16 行。
所以，表占用的字节共3 * 16 = 48 byte。
图像只有16个颜色，就是16种状态，只需要4 bit = 0.5byte 用来给它们编号，以在表中查找到该颜色的具体RGB 值。
这样，采用调色板存储该图像共需要的存储空间是：200 * 200 * 16 * 0.5 + 3 * 16 （byte）这样所占用的字节数约为前面的1/6，节省了不少呢。
另，关于真彩色图的存储:所谓真彩色图，是指他的颜色数高达256 * 256 * 256，也就是包含了RGB颜色表示方法中的所有颜色。
但是并不是说一幅图包含了所有的颜色，而是说它具有显示所有颜色的能力。
即最多可以包含所有的颜色。
如果这时还要采用调色板技术：调色板：颜色数* 3 = 256 * 256 * 256 * 3颜色的索引：log （256 * 256 * 256）= 24 bit = 3 byte而直接利用R G B三个分量表示一个像素只需要3byte 而已。
反而节省了存储调色板的空间。
所以：对于2色位图，用1位就可以表示该像素的颜色，一个字节可以表示8个像素。
对于16色位图，用4位可以表示一个像素的颜色，一个字节可以表示2个像素。
对于256色位图，一个字节刚好可以表示1个像素。
Notice：①每一行的字节数必须是4的整数倍，如果不是需要补齐。
第1章 图像处理基本知识
1.4.5 JPEG格式
JPEG格式 既是Photoshop CS3支持的一种文件 格式，也是一种压缩方案。它是 Macintosh 上常用 的一种存储类型。 JPEG 格式是压缩格式中的“佼 佼者”，与 TIF 文件格式采用的 LIW 无损失压缩相 比，它的压缩比例更大。但它使用的有损失压缩会 丢失部分数据。用户可以在存储前选择图像的最后 质量，这就能控制数据的损失程度。
1.4.3 BMP格式源自BMP格式 是Windows Bitmap的缩写。它可以 用于绝大多数Windows下的应用程序。 BMP 格式使用索引色彩，它的图像具有极为 丰富的色彩，并可以使用 16MB 色彩渲染图像 。 BMP格式能够存储黑白图、灰度图和 16MB色彩的 RGB图像等。此格式一般在多媒体演示、视频输出 等情况下使用，但不能在 Macintosh 程序中使用。 在存储BMP格式的图像文件时，还可以进行无损失 压缩，这样能够节省磁盘空间。
灰度颜色控制面板
1.4 常用的图像文件格式
PSD格式： TIF格式 TGA格式 BMP格式 GIF格式 JPEG格式 EPS格式 选择合适的图像文件存储格式
1.4.1 PSD格式
PSD 格式和 PDD 格式是 Photoshop CS3 自身的专 用文件格式，能够支持从线图到CMYK的所有图像类 型，但由于在一些图形处理软件中没有得到很好的支 持，所以其通用性不强。 PSD格式和 PDD格式能够保 存图像数据的细小部分，如图层、附加的遮膜通道等 Photoshop CS3对图像进行特殊处理的信息。
1.1 位图和矢量图
位图 矢量图
1.1.1 位图
位图图像也叫点阵图像，它是由许多单独的小方块组成的，这些小方块又 称为像素点，每个像素点都有特定的位置和颜色值。像素点越多，图像的分辨 率越高，相应地，图像的文件量也会随之增大。使用放大工具放大后，可以清 晰地看到像素的小方块形状与不同的颜色。
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图像处理的主要内容(1.1.3) 图像处理的主要内容
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 例如,利用 射线等手段取得物体的许多幅来自不同角 度的投影图, 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, 利用阴影,运动等图像信息恢复三维物体形状
绿 120°
黄 60°
青 180°
白
红 0°
蓝 240°
品红 300°
图 1-3
颜色轮
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颜色轮
颜色轮是一个表示颜色的理想示意图, 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. 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, 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, 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, 于圆圈的中心.颜色愈不饱和,其位 置愈靠近中心. 置愈靠近中心. 绿 120° 在颜色混合时, 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, 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 180° 青 中心的原理来确定混合色的位置. 中心的原理来确定混合色的位置.
16
调色板(1.3.3) 调色板
调色板是非真彩色图像中将内存图象数据转换为显示的彩 色图象上的RGB颜色数值的转换器(对照表) 颜色数值的转换器( 色图象上的 颜色数值的转换器 对照表) 它能将种类较少的内存图像数据转换范围更宽的显示颜色 数值
内存图象数据 调色板
R G B
显示的彩色图象
0 12 32 89 1 33 44 65
25
biBitCount biCompression biSizeImage biXpelspermeter biYpelspermeter biCIrUsed biClrImportant
BMP文件结构-调色板 文件结构- 文件结构
调色板数据从第54字节开始存放, 调色板数据从第 字节开始存放,其数量由图像的类型决 字节开始存放 定,它的每个项有4个分量,分别为蓝,绿,红和0分量 它的每个项有 个分量,分别为蓝, 红和 分量 个分量
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颜色模式(1.2) 颜色模式
彩色的特性 彩色有3种特性 种特性HSV,即色调 彩色有 种特性 ,即色调(Hue), , 饱和度(Saturation)和亮度 和亮度(Value, 饱和度 和亮度 , Brightness,Lightness,Intensity) , ,
绿 120°
黄 60°
青 180°
数据类型 DWORD DWORD DWORD WORD WORD DWORD DWORD DWORD DWORD DWORD DWORD biSize biWidth biHeight biPlanes
标识符
内 容 信息头大小, 信息头大小,40 字节 图像宽度,以像素为单位 图像宽度, 图像高度, 图像高度,以像素为单位 位平面数, 位平面数,总为 1 每像素位数, 每像素位数,为 1,4,8或 24 , , 或 压缩类型, 为不压缩 压缩类型,0为不压缩 压缩图像大小的字节数 水平分辨率 垂直分辨率 使用的色彩数 重要色彩数
25 18 91
19
图像数据空间的计算
真彩色图像
每个像素占3( ) 每个像素占 (4)个字节 一幅真彩色图像数据空间=像素个数 ( ) 字节) 像素个数× 一幅真彩色图像数据空间 像素个数×3(4) (字节)
非真彩色图像
如果图像是n色 则每个像素占 如果图像是 色,则每个像素占log2(n)位 位 例如256色图像每个像素占 位(一个字节 色图像每个像素占8位 一个字节 一个字节) 例如 色图像每个像素占 16色图像每个像素占 位, 二值图像每个像素占 位 色图像每个像素占4位 二值图像每个像素占1位 色图像每个像素占 一幅非真彩色图像数据空间=像素个数 像素个数× 一幅非真彩色图像数据空间 像素个数×每个像素所占字节
图像编码 专门的数据压缩技术.不失真压缩, 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, 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, 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, 消除它,使图像恢复本来面目 图像分析 (1)分割 分割 按灰度, 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 描述 如图论, 用适当的数学语言 (如图论,句法,形态学等 来表示 如图论 句法,形态学等) 已分离区域或物体的结构与统计性质,或表示区域间的 已分离区域或物体的结构与统计性质, 关系 (3)分类 分类
白
红 0°
蓝 240°
品红 300°
图 1-3
颜色轮
9
色调(Hue) 色调
色调是彩色彼此相互区分的特性, 色调是彩色彼此相互区分的特性, 如红, 如红,橙,黄,绿,蓝,紫等 通常,色调用" ° 来表示 来表示, 通常,色调用"度(°)"来表示,分 别为红(0° 别为红 °或360°),黄(60°),绿 °, °, (120°),青(180°),蓝(240°)和品 °, °, ° 和品 红(300°) °
真彩色图像数据空间 非真彩色图像数据空间
20
图像文件概述(1.4) 图像文件概述
图像文件的结构(1.4.2 ) 图像文件的结构
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 文件头用于存放图像的各种特征参数, 文件中的存放位置, 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 像素数据以位图的形式存放,有压缩, 调色板数据 调色板数据是指二值,16色和 色彩色图像的色调数据 调色板数据是指二值, 色和 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 真彩色图像的像素数据中已有颜色分量,
蓝 240°
黄 60°
白
红 0°
品红 300°
图 1-3
颜色轮
13
互补色
凡两颜色相混合产生白色或灰色, 凡两颜色相混合产生白色或灰色,这 两种颜色为互补色. 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, 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. 产生白色或灰色.
最高强度的红, 最高强度的红,绿,蓝组合在一起产生白色 等值的红, 蓝组合在一起产生自然的灰色阴影; 等值的红,绿,蓝组合在一起产生自然的灰色阴影;低值产生 深灰色,而高值则产生浅灰色. 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, 来表示时, 蓝三色光的关系(亮 当白光的亮度用 来表示时,它和红,绿,蓝三色光的关系 亮 度公式): 度公式 : Y=0.299R+0.587G+0.114B (1.2.1) 美国国家电视制式委员会)电视制式推得的 此式是据 NTSC(美国国家电视制式委员会 电视制式推得的 美国国家电视制式委员会
23
BMP文件结构-位图信息头 文件结构- 文件结构
位图文件头长度为40 位图文件头长度为
数据类型 DWORD DWORD biSize biWidth biHeight biPlanes biBitCount biCompression 0为 为 DWORD DWORD DWORD DWORD DWORD biSizeImage biXpelspermeter biYpelspermeter biCIrUsed biClrImportant 数 数
数据类型 Char DWORD WORD WORD DWORD BfSize bfReserve1 bfReserve2 BfOffBits 标识符 bfType[2] ASCII 字符 'BM' 字节为单位) 文件大小 (以4字节为单位 以 字节为单位 备用单元1 备用单元 备用单元2 备用单元 图像开始处的字节偏移 内 容
绿 120° 黄 60°
青 180°
白
红 0°
蓝 240°
11
亮度(Value) 亮度
彩色光的亮度愈高, 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. 明亮,或者说有较高的亮度. 非彩色只有亮度的差别, 非彩色只有亮度的差别,而没有色 调和饱和度这两种特性
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BMP图像文件 图像文件(1.5) 图像文件
BMP文件结构 文件结构 由位图文件头, 由位图文件头,位图信息和像素数 据3部分组成 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
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BMP文件结构-位图文件头 文件结构- 文件结构
绿 120° 黄 60°
青 180°
白
红 0°
蓝 240°
品红 300°
图 1-3
颜色轮
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饱和度(Saturation) 饱和度
饱和度是指彩色的纯洁性. 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 灰色光)成 彩色.当光谱色掺入白光 灰色光 成 分愈多时,就愈不饱和. 分愈多时,就愈不饱和. 通常,饱和度用百分比表示, 通常,饱和度用百分比表示,百分 比愈大, 比愈大,饱和度愈高
1
2
3
R G B R G B R G B R G B
4
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
5
图形与图像 (1.1.2-4)
表1-2 计算机图形与计算机图像的比较
比较的内容 实例 基本元素 存储数据 显示过程 图形 工程图纸 如直线, 矢量 (如直线,圆和形状 如直线 等图形元素) 等图形元素 属性) 各个矢量的参数 (属性 属性 图像 照片 像素 各个像素的灰度或颜色分量