Lch04_彩色数字图像基础
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数字图像基础
LCD与CRT
• 电脑显示器包括两种：
– 液晶LCD(liquid crystal display) – 阴极射线管CRT
• 电脑CRT显示器类似于彩色电视机中的CRT。显示屏上的 每个彩色像点由代表R、G、B三种模拟信号的相对强度决 定，这些彩色像点就构成一幅彩色图像。
彩色显像管产生颜色的原理
• 三要素中，色调由光波的波长决定，亮度和饱和度与光波 的振幅有关。
颜色三要素——色调
• 色调表示光的颜色，决定于光的波长。自然界中的七 色光分别对应着不同的色调，而每种色调又分别对应 着不同的波长。
• 色调用红、橙、黄、绿、青、蓝、紫来表示，而黑、 白、灰无色彩。
• 色调有一个基本顺序：红（Red）、橙（Orange）、 黄（Yellow）、绿（Green）、青(Cyan)、蓝(Blue)、 紫(Magenta)。在这个次序中，人们混合相邻颜色时， 能够得到这两种颜色之间连续变化的色调。
像素深度
• 像素深度是指存储每个像素所用的位数，它也是用来度量 图像的分辨率。
• 像素深度决定彩色图像的每个像素可能有的颜色数，或者 确定灰度图像的每个像素可能有的灰度级数。
像素深度
• 例如，一幅彩色图像的每个像素用R、G、B三个分量表示， 若每个分量用8位，那么一个像素共用24位表示，就说像 素的深度为24，每个像素可以是224=16 777 216种颜色中 的一种。
• 明白了以上道理，我们对如何选择图像的色彩模式就 有了一个概念了：如果图像只在电脑上显示，就用 RGB模式，这样可以得到较广的色域；如果图像需要 打印或者印刷，就必须使用CMYK模式，才可确保印 刷品颜色与设计时一致。
活动任务
• 任务1：通过Photoshop体验颜色三要素（色调、亮 度、饱和度）
多媒体技术Ch04 彩色数字图像基础
= a•
+ b•
+ c•
可用 (a, b, c) 表示
(85, 38, 10) (21, 45, 72) (65, 54, 73)
27
4.2.1 RGB相加混色模型
RGB相加混色
28
4.2.1 CMY相减混色模型
▪ 适用于不发光的无源物体，颜色由该物体吸收或 者反射哪些光波决定。
▪ 用三种基本颜色即青色(cyan)、品红(magenta)和 黄色(yellow)的颜料按一定比例混合得到颜色
(b)
该图的抖动版本
(c)
抖动版本细节
12
第4章 彩色数字图像基础
4.1 灰度图像
4.1.1 1位图像 4.1.2 8位灰度图像 4.1.3 抖动
4.2 彩色图像
4.2.1 颜色简介 4.2.2 24位彩色图像 4.2.3 高位深度图像 4.2.4 8位彩色图像
4.3 常用图像文件格式 4.4 JPEG压缩编码
111 110 101 100 011 010 001 000
生成的颜色
黑 蓝 绿 青 红 品红 黄 白
34/81
CMYK
• 由于彩色墨水和颜料的化学特性,等量三基色得到的 黑色不是真正的黑色,因此在印刷术中常家一种真正 的黑色(Black ink)
Color printing typically uses ink of four colors: cyan, magenta, yellow and key (black).
例
3
4.1.1 一位图像
▪ 像素(pixel,picture elements):数字图像基本组成单 元。
▪ 每个像素存储为一比特（0 或 1），因此也称为 二进制图像。
数字图像处理的基础知识
数字图像处理的基础知识数字图像处理是一种以计算机为基础的处理图像的技术。
它的核心是数字信号处理技术，其中包括数字滤波、傅里叶变换、数字图像处理等等。
数字图像处理主要是针对图像进行数字信号处理和计算机算法处理，从而得到使图像更加美观、清晰，同时也可对其进行各种分析和处理。
数字图像处理的基础知识包括图像的获取、表示和处理。
在此，我们将分别阐述这些基础知识。
一、图像的获取图像的获取方式有很多种，包括摄影、扫描、数码相机等等。
这些方式都可以将图像转化为数字信号，以便于计算机的处理。
在数字相机中，传感器采集光线信息并将其转化为电信号，再经过模数转换后保存在内存卡中。
而在扫描仪中，可以通过光线照射样品，然后采集样品的反射信息，保存成数字图像的形式。
二、图像的表示图像可以用矩阵的形式进行表示，其中每个矩阵的元素都对应图像中的一个像素点。
这个像素值可以代表颜色、灰度和亮度等信息。
将图像信息存储成数字矩阵的方式称为栅格画。
在黑白影像中，每个像素点只有黑和白两种颜色，每个像素点都用1或0表示。
在彩色图像中，每个像素中则由红绿蓝三原色按一定比例混合而成的颜色值来表示，并用数值表示。
这些数值也可以是整数或浮点数等形式。
另外，还有图像的压缩技术。
图像压缩通常包括有损压缩和无损压缩。
有损压缩会使压缩的图像失去一些细节，但能帮助减少图像的尺寸。
无损压缩则不会丢失图像的任何信息。
常见的无损压缩格式为PNG、BMP、TIFF等，常见的有损压缩格式为JPEG、GIF等。
三、图像的处理图像的处理包括预处理、增强、分割、检测和识别等等。
其中预处理指图像的去噪、灰度平衡、色彩校正等，以利用后续处理。
增强指通过调整图像的对比度、亮度等等，使图像更加清晰、唯美。
分割技术可以将图像分为多个区域，每个区域有独特的特征。
例如，我们可以用分割技术将人体和背景分开。
检测技术用于在图像中找到我们感兴趣的点，例如在医学图像中检测肿瘤。
识别技术允许计算机对图像中的对象进行分类，例如人脸识别技术和指纹识别技术等等。
数字图像处理第十章彩色
0.59 0.11 R Y 0.3 U = − 0.15 − 0.29 0.44 G V 0.61 − 0.52 − 0.096B
2.4 CMY彩色空间 CMY彩色空间
彩色印刷或彩色打印的纸张是不能发射光线 的，因而印刷机或彩色打印机就只能使用一些能 够吸收特定的光波而反射其它光波的油墨或颜料。 油墨或颜料的三基色是青（Cyan）、品红 （Magenta）和黄（Yellow），简称为CMY。青 色对应蓝绿色；品红对应紫红色。理论上说，任 何一种由颜料表现的色彩都可以用这三种基色按 不同的比例混合而成，这种色彩表示方法称为 CMY彩色空间表示法。彩色打印机和彩色印刷系 统都采用CMY彩色空间。
2.1 RGB彩色空间 RGB彩色空间
计算机彩色显示器显示色彩的原理与彩色 电视机一样，都是采用R 电视机一样，都是采用R、G、B相加混色 的原理，通过发射出三种不同强度的电子 束，使屏幕内侧覆盖的红、绿、蓝磷光材 料发光而产生色彩。这种色彩的表示方法 称为RGB彩色空间表示。在多媒体计算机 称为RGB彩色空间表示。在多媒体计算机 技术中，用的最多的是RGB彩色空间表示。 技术中，用的最多的是RGB彩色空间表示。
t 13 ， f (t ) = 16 ， 7 . 787 × t + 116
t > 0 . 008856 其他
3. 彩色图像处理示例
彩色图像边缘检测
纵轴L表示颜色亮度，从上往下亮 度逐渐降低；色相的变化表现在 球形横截面上，a轴为红－绿轴， b轴为黄－蓝轴；而彩度变化则表 现在色相方向上距离纵轴的远近
从RGB到L*a*b*的转换需要两个步骤: RGB到L*a*b*的转换需要两个步骤:
1. 将R、G、B值转换成X、Y、Z
2.4 CMY彩色空间 CMY彩色空间
彩色印刷或彩色打印的纸张是不能发射光线 的，因而印刷机或彩色打印机就只能使用一些能 够吸收特定的光波而反射其它光波的油墨或颜料。 油墨或颜料的三基色是青（Cyan）、品红 （Magenta）和黄（Yellow），简称为CMY。青 色对应蓝绿色；品红对应紫红色。理论上说，任 何一种由颜料表现的色彩都可以用这三种基色按 不同的比例混合而成，这种色彩表示方法称为 CMY彩色空间表示法。彩色打印机和彩色印刷系 统都采用CMY彩色空间。
2.1 RGB彩色空间 RGB彩色空间
计算机彩色显示器显示色彩的原理与彩色 电视机一样，都是采用R 电视机一样，都是采用R、G、B相加混色 的原理，通过发射出三种不同强度的电子 束，使屏幕内侧覆盖的红、绿、蓝磷光材 料发光而产生色彩。这种色彩的表示方法 称为RGB彩色空间表示。在多媒体计算机 称为RGB彩色空间表示。在多媒体计算机 技术中，用的最多的是RGB彩色空间表示。 技术中，用的最多的是RGB彩色空间表示。
t 13 ， f (t ) = 16 ， 7 . 787 × t + 116
t > 0 . 008856 其他
3. 彩色图像处理示例
彩色图像边缘检测
纵轴L表示颜色亮度，从上往下亮 度逐渐降低；色相的变化表现在 球形横截面上，a轴为红－绿轴， b轴为黄－蓝轴；而彩度变化则表 现在色相方向上距离纵轴的远近
从RGB到L*a*b*的转换需要两个步骤: RGB到L*a*b*的转换需要两个步骤:
1. 将R、G、B值转换成X、Y、Z
CIE Lab和Lch的色彩空间图
CIE Lab与Lch的色彩空间图
CIE 色空间坐标图
•CIE LAB
•LAB色空间就是基于一种颜色不能同时既就是蓝又就是黄这个理论而建立。
所以,单一数值可用于描述红/绿色及黄/蓝色特徽。
当一种颜色用CIE L*a*b*时,L* 表示明度值;a*表示红/绿及b*表示黄/蓝值。
•CIE LCH
•CIE LCH颜色模型采用了同L*a*b*一样的颜色空间,但它采用L表示明度值;C 表示饱与度值及H表示色调角度值得柱形坐标。
三维空间坐标与明度的变化
就是否可以接受的颜色匹配？
•
•
、
爱色丽色彩容差学习
CIELAB容差公式
CMC容差方法,用椭圆作为视觉对色差的范围,得出结果较人眼接近,因而许多工业认为CMC对色差的表示方法比CIELAB的表示方法更精确。
CMC容差于颜色空间中大小不同的型状
1:C比例对于CMC 容差范围之影响
△Ecmc=[(△L*/1SL)2+(△Cab*/cSc)2+(△Hab*/SH)2]1/2
使用△Ecmc公式,先根据产品的种类,设定公式内的1及c两个常数。
若设定为1:c等于2:1则其△Ecmc的误差范围会较1:c等于1、4:1宽松。
产品种类1c
纺织、制衣21
塑胶、油漆、油墨1、41
cf决定整个容差范围的松紧程度
当决定1及c常数后,运用cf值便可以控制整个颜色容差范围,若cf越大则代表容差
较大,相反越小则代表容差范围较严紧。
人眼评色与各容差方法的接近程度可用以下图示
各类色差公式精确性比较
CIELAB 75%
CIELCH 85%
CMC(2:1) 95%。
彩色数字图像基础
4.3 图像的三个基本属性(续3)
阿尔法(α)通道
➢ 在每个像素用32位表示的图像表示法中的高8位， 其余24位是颜色通道，红色、绿色和蓝色分量各占 一个8位的通道
➢ 用于表示像素在对象中的透明度
例如，用两幅图像A和B混合成一幅新图像，新图像(New) 的像素为：New pixel =(alpha)(pixel A color) +(alpha)(pixel B color)
➢ 在RGB中的颜色值为1的地方，在CMY对应的位置上，其颜色 值为0。例如，RGB为0∶1∶0时，对应CMY为1∶0∶1 •表4-4 相加色与相减色的关系
相加混色(RGB)
000 001 010 011 100 101 110 111
相减混色(CMY)
111 110 101 100 011 010 001 000
绘制和显示矢量图的软件通常称为绘图程序(draw programs)；存放矢量图的存储格式称为矢量图格式；存 储的数据主要是绘制图形的数学描述
➢ 优点
目标图像的移动、缩小或放大、旋转、拷贝、属性(如线条 变宽变细、颜色)变更都很容易做到
相同或类似的图可以把它们当作图的构造块，并把它们存 到图库中，这样不仅可加速矢量图的生成，而且可减小矢 量图的文件大小
数•字20图2像0/基1础0/17
4.3 图像的三个基本属性(续2)
像素深度与阿尔法(α)通道
➢ 存储每个像素所用的位数
例如，用R，G，B三个分量表示的彩色图像，若每个分量用8 位表示，那么一个像素共用24位表示，就说像素深度为24位
➢ 像素深度决定彩色图像的每个像素可能有的颜色数， 或者确定灰度图像的每个像素可能有的灰度级数
4.3 图像的三个基本属性
阿尔法(α)通道
➢ 在每个像素用32位表示的图像表示法中的高8位， 其余24位是颜色通道，红色、绿色和蓝色分量各占 一个8位的通道
➢ 用于表示像素在对象中的透明度
例如，用两幅图像A和B混合成一幅新图像，新图像(New) 的像素为：New pixel =(alpha)(pixel A color) +(alpha)(pixel B color)
➢ 在RGB中的颜色值为1的地方，在CMY对应的位置上，其颜色 值为0。例如，RGB为0∶1∶0时，对应CMY为1∶0∶1 •表4-4 相加色与相减色的关系
相加混色(RGB)
000 001 010 011 100 101 110 111
相减混色(CMY)
111 110 101 100 011 010 001 000
绘制和显示矢量图的软件通常称为绘图程序(draw programs)；存放矢量图的存储格式称为矢量图格式；存 储的数据主要是绘制图形的数学描述
➢ 优点
目标图像的移动、缩小或放大、旋转、拷贝、属性(如线条 变宽变细、颜色)变更都很容易做到
相同或类似的图可以把它们当作图的构造块，并把它们存 到图库中，这样不仅可加速矢量图的生成，而且可减小矢 量图的文件大小
数•字20图2像0/基1础0/17
4.3 图像的三个基本属性(续2)
像素深度与阿尔法(α)通道
➢ 存储每个像素所用的位数
例如，用R，G，B三个分量表示的彩色图像，若每个分量用8 位表示，那么一个像素共用24位表示，就说像素深度为24位
➢ 像素深度决定彩色图像的每个像素可能有的颜色数， 或者确定灰度图像的每个像素可能有的灰度级数
4.3 图像的三个基本属性
《多媒体技术基础》第3版第04章_彩色数字图像基础
在计算机图像处理中，三种锥体细胞扮演重 要角色，杆状细胞则未扮演什么角色
第4章 彩色数字图像基础
2011年1月23日
3/47
4.1 视觉系统对颜色的感知(续)
视觉系统对颜色感知的特性
眼睛本质上是一个照相机
人的视网膜(human retina)通过神经元感知外部世界的颜 色，每个神经元是一个对颜色敏感的锥体(cone)
视觉系统对可见光的感知结果
可见光是波长在380～780 nm之间的电磁波，我 们看到的大多数光不是一种波长的光，而是由许 多不同波长的光组合成的，因此有多种颜色的感 觉 人的视网膜有对红、绿、蓝颜色敏感程度不同的 三种锥体细胞 杆状体细胞在光功率极低的条件下才起作用
颜色只存在于眼睛和大脑
4.5 伽马(γ)校正
4.5.1 γ的概念 4.5.2 γ校正
4.6 JPEG压缩编码
4.6.1 JPEG算法概要 4.6.2 JPEG算法的主要计算 步骤 4.6.3 JPEG压缩和编码举例
4.3 图像的三个基本属性
4.3.1 图像分辨率 4.3.2 像素深度与阿尔法(α)通道 4.3.3 真彩色、伪彩色与直接色
第4章 彩色数字图像基础
2011年1月23日
4/47
4.2 图像的颜色模型
显示彩色图像用RGB相加混色模型
一个能发出光波的物体称为有源物体，它的颜色由 该物体发出的光波决定
CRT使用3个电子枪分别产生红(red)、绿(green)和蓝(blue)三 种波长的光，如图4-1所示，并以各种不同的相对强度组合 产生不同的颜色 组合红、绿和蓝光波来产生特定颜色的方法叫做相加混色 法(additive color mixture) ，即RGB相加混色模型 相加混色是计算机应用中定义颜色的基本方法
彩色数字图像基础教学课件
彩色数字图像的应用领域
01
02
03
04
计算机视觉
用于人脸识别、物体检测和自 动驾驶等。
医学影像
用于诊断和治疗，如X光、 MRI和超声波等。
广告和设计
用于海报、广告牌和网页设计 等。
卫星遥感
用于地理信息系统、气象预报 和环境监测等。
CHAPTER 02
彩色数字图像的采集
采集设备
数码相机
数码相机是常用的彩色数字图像采集 设备，根据不同需求可以选择不同类 型的数码相机，如单反相机、微单相 机、便携式数码相机等。
彩色数字图像的处理
图像增强
对比度增强
通过调整像素的亮度范围，使 图像的细节更加清晰可见。
锐化
突出图像中的边缘和细节，使 图像看起来更加清晰。
色彩平衡
调整图像中的颜色分布，使其 看起来更加自然或符合特定要求。
噪声消除
去除图像中的噪声，使图像看 起来更加平滑。
图像变换
缩放
改变图像的大小，以适应不同的显示需求。
彩色数字图像的特点
可编辑、可复制、可传输、可存储、可打印等。
彩色数字图像的格式
JPEG、PNG、BMP、GIF等。
彩色数字图像的分类
01
02
03
二值图像
只有黑色和白色两种颜色 的图像，常用于文字识别 和条形码等。
灰度图像
只有亮度信息，没有颜色 信息的图像，常用于医学 影像和卫星遥感等。
彩色图像
具有红、绿、蓝三个通道 的颜色信息的图像，常用 于日常照片和广告等。
彩色数字图像基础教学 课件
• 彩色数字图像概述 • 彩色数字图像的采集 • 彩色数字图像的处理 • 彩色数字图像的输出 • 彩色数字图像的存储与传输
关于数字图像图像处理基础课件
关于数字图像图像 处理基础
第2章 数字图像处理基础
视觉感知要素 光和电磁波谱 图像的感知和获取 图像的采样和量化 像素间的一些基本关系 线性和非线性操作
2.1 视觉感知要素
眼睛的构造: (人眼包含有三层膜)
眼角膜与巩膜外壳 脉络膜 (前面睫状体 虹膜 晶状体) 视网膜 (视网膜表面的分离光
把照射量变为数字 图像的传感器装 置
2.3 图像感知和获取
用单个传感器获取图像
2.3 图像感知和获取
用带状传感器获取图像
2.3 图像感知和获取
用传感器阵列获取图像
图像的表示
数字图像的基本要素
像数值—对单个像素 灰度值进行数字化采 样
4 bits/pixel 6 bits/pixel 8 bits/pixel 12 bits/pixel 16 bits/pixel :
图像的质量评价
图像质量的评价
图像质量评价研究已成为图像信息工程的基 础技术之一
当前对图像质量的评估方法主要分成两类
主观评价——通过人眼主观视觉效果进行判断 客观评价——通过客观的测量给出量化指标
主观评价的方法与标准已相对完善 而客观评价则处于热点研究中
主观评价
将待评价的图像序列播放给评论者观看，并记录他们的打分， 然后对所有评论者的打分进行统计，得出平均分作为评价结 果
1、电磁辐射波
◆ 在实际的图像处理应用中，最主要的图像来源于电 磁辐射成像。
◆ 电磁辐射波包括无线电波、微波、红外线、可见光、 紫外线、X射线、γ射线。
◆ 电磁辐射波的波谱范围很广，波长最长的是无线电 波为3×102m，其波长是可见光波长的几十亿倍； 波长最短的是γ射线，波长为3×10-17m，其波长 比可见光小几百万倍。
第2章 数字图像处理基础
视觉感知要素 光和电磁波谱 图像的感知和获取 图像的采样和量化 像素间的一些基本关系 线性和非线性操作
2.1 视觉感知要素
眼睛的构造: (人眼包含有三层膜)
眼角膜与巩膜外壳 脉络膜 (前面睫状体 虹膜 晶状体) 视网膜 (视网膜表面的分离光
把照射量变为数字 图像的传感器装 置
2.3 图像感知和获取
用单个传感器获取图像
2.3 图像感知和获取
用带状传感器获取图像
2.3 图像感知和获取
用传感器阵列获取图像
图像的表示
数字图像的基本要素
像数值—对单个像素 灰度值进行数字化采 样
4 bits/pixel 6 bits/pixel 8 bits/pixel 12 bits/pixel 16 bits/pixel :
图像的质量评价
图像质量的评价
图像质量评价研究已成为图像信息工程的基 础技术之一
当前对图像质量的评估方法主要分成两类
主观评价——通过人眼主观视觉效果进行判断 客观评价——通过客观的测量给出量化指标
主观评价的方法与标准已相对完善 而客观评价则处于热点研究中
主观评价
将待评价的图像序列播放给评论者观看，并记录他们的打分， 然后对所有评论者的打分进行统计，得出平均分作为评价结 果
1、电磁辐射波
◆ 在实际的图像处理应用中，最主要的图像来源于电 磁辐射成像。
◆ 电磁辐射波包括无线电波、微波、红外线、可见光、 紫外线、X射线、γ射线。
◆ 电磁辐射波的波谱范围很广，波长最长的是无线电 波为3×102m，其波长是可见光波长的几十亿倍； 波长最短的是γ射线，波长为3×10-17m，其波长 比可见光小几百万倍。
第3章-彩色数字图像基础
感色 感光
8
4.1 视觉系统对颜色的感知
▪人的视觉系统对颜色的感知： 第3章-彩色数字图像基础 ➢ 视网膜上的神经元来感知外部世界，人眼是一 个照相机； ➢ 红、绿、蓝三种锥体细胞对不同频率的光的感 知不同。 ➢ 自然界的任何一种颜色可由RGB这三种颜色的 和组成。
9
4.2 图像的颜色模型
▪RGB相加混色模型 第3章-彩色数字图像基础
▪组合RGB三种光波以产生特定颜色称为相加 混色。
▪它们的比例不同，人眼看到的颜色就不同。
12
RGB相加混色模型
▪三种基本颜色按不同强度相加，总的光强 度增强，并可第3得章-彩到色数字一图像种基础颜色。
➢ 颜色=R（百分比）+B （百分比） +G （百分 比）
➢ 百分比是指相对强度。
▪彩色图像可以看成由多个点组成。
成的。
5
4.1 视觉系统对颜色的感知
▪ 电磁波以每秒3×108m/s的速度传播 第3章-彩色数字图像基础
图 电磁波谱
6
4.1 视觉系统对颜色的感知
▪不同的色光实际对应于不同波长的光
波。
第3章-彩色数字图像基础
图 可见光谱
7
4.1 视觉系统对颜色的感知
▪人眼视网膜的物理特性 第3章-彩色数字图像基础 ➢ 锥状细胞 ➢ 杆状细胞
27
4.3 图像的三个基本属性
像素深度 1
颜色总数 第3章-彩色数字图像基础 2
图像名称 单色图像
4
16
索
16
65536
HI—Color 图像
24
True Color 图像
▪它也是Windows调色板的保留色。 ▪参见表5-2
第3章彩色数字图像基础
2019/10/6
12
1.0
感 0.8 知 度 0.6
0.4
0.2 蓝 0.0
400
亮度 绿
红
500
600
700 /nm
图1 视觉系统对颜色和亮度的响应特性
2019/10/6
13
4. 颜色描述与度量
纯颜色通常使用光的波长定义，称为光谱色 （spectral color）。
使用不同波长的光进行组合时可以产生相同的 颜色感觉。
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。
2019/10/6
38
图 Lab模型
2019/10/6
39
色域(Photoshop)
色域是颜色系统可以显示或打印的颜色范 围。人眼看到的色谱比任何颜色模型中的 色域都宽。 在Photoshop 使用的各种颜色模型中，Lab 具有最宽的色域，包括RGB 和CMYK 色域 中的所有颜色。
2019/10/6
44
现代彩色电视系统
2019/10/6
45
目前采用的彩色空间有三种：YIQ,YUV和 YCrCb。
在PAL彩色电视制式（欧洲电视系统）中使用 YUV模型。 在YUV中， Y表示亮度，U、 V表示色差。
在NTSC彩色电视制式（北美电视系统）中使 用YIQ模型，其中的Y表示亮度，I、Q是两 个彩色分量。
电磁波中只有一小部分能够引起眼睛的兴奋而 被感觉，其波长大约在380nm~ 780nm（l nm=10-9 m）之间，我们称为可见光。
2019/10/6
5
眼睛感知的颜色和波长之间的关系如图。
紫
蓝绿
自-数字图形图像基础复习资料
数字图形图像基础复习资料一：基础知识和概念CｏreｌDraｗ X5部分1、不属于CｏｒelDｒaw Ｘ5具有的功能是机械设计;２、ＣorelDraw的备份文件的后缀是CDR ;3、当CMYK各项值均为100%时，表示黑色；4、ＣoreｌＤrａw X5中需要从中间绘制图形时，需按SHIFＴ键;５、CoreｌDraw X５中当框选一组对象执行对齐操作时，最低端的对象为对齐的标准；6、将对象转换为曲线的快捷键是Ｃtrl+Q；7、CorelＤｒaｗＸ5中的作品需印刷，应该选择CMＹK颜色模式；8.用“手绘工具”绘制水平直线时要按住ＣTRL 键；９、恢复标尺的默认位置，只须按键盘上的Ｓhiｆt 键，并用鼠标左键双击标尺即可。
10、在Coreldrａw中进行“转换为位图”操作时会使图像的色彩损失;11、选择群组中的对象的控制键使用.Ctr键;1２、CorelDrａw X５中“属性栏”功能有:1. 显示被选对象的相关属性;２.可以改变属性栏中的相关属性；3. 属性栏的使用方便用户操作减少对菜单的访问。
１3、在CｏｒelDｒaw Ｘ5中．按住Ctrｌ＋Shift可以画一个以鼠标起始点为中心向外扩展的圆;1４、ＣoreｌDrａｗ X5中图层上的对象可插入在主图层上；1５、. CorelＤraw Ｘ5中工作区域，选择物体后双击可以拖动它四角的控制点进行旋转；1６、CｏrｅｌDraw X5中色彩管理器是用来管理色彩显示方式的；1７、ＣoreｌＤrａw Ｘ5中负片制作方法是反色;18、.能够断开路径并将对象转为曲线的工具是．节点编辑工具；术语和概念１、对象指在绘图过程中创建或放置的任何项目,其中包括线条、形状、符号、图形和文本。
２、曲线构成矢量图的基本元素。
通过调整节点的位置、切线的方向和长度，可以控制曲线的形状。
３、贝塞尔曲线:由包括直线和曲线的线条组成,组成线条的节点都有控制手柄，通过控制手柄可以改变线条的形状。
4、节点:通过创建节点,在节点之间生成连接线,从而组成直线或者曲线。
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又如，一个像素(A，R，G，B)的四个分量都用规一化的数
值表示时， 像素值为(1，1，0，0)时显示红色，表示红色强度为1 像素值为(0.5，1，0，0)时，使用α通道中的预乘数0.5 与R，G，B相乘，其结果为(0.5,0.5,0,0)，表示红色强 度为0.5
2011年1月17日
第4章 彩色数字图像基础
从理论上说，自然界中的任何一种颜色都可以由 R，G，B这三种颜色值之和来确定，它们构成一个 三维的RGB矢量空间
这就是说，R，G，B的数值不同，混合得到的颜色就不 同，也就是光波的波长不同
2011年1月17日
第4章 彩色数字图像基础
4/33
4.2 图像的颜色模型
显示彩色图像用RGB相加混色模型
4.4.1 矢量图与位图
4.4.2 灰度图与彩色图
2011年1月17日
第4章 彩色数字图像基础
2/33
4.1 视觉系统对颜色的感知
颜色是什么
视觉系统对可见光的感知结果
可见光是波长在380～780 nm之间的电磁波，我 们看到的大多数光不是一种波长的光，而是由许 多不同波长的光组合成的，因此有多种颜色的感 觉
用彩色墨水或颜料进行混合，绘制的图画是一种无源物 体，用这种方法生成的颜色称为相减色
CMY相减混色模型
用三种基本颜色即青色(cyan)、品红(magenta)和黄色 (yellow)的颜料按一定比例混合得到颜色的方法，通常写 成CMY，称为CMY模型
从理论上说，任何一种颜色都可以用青色(cyan)、品红 (magenta)和黄色(yellow)混合得到
用像素值阵列表示的图，如图4-5(b)所示
对位图进行操作时，只能对图中的像素进行操作，而不能 把位图中的物体作为独立实体进行操作。也称光栅图 (raster graphics)
画位图或编辑位图的软件称为画图程序(paint programs)； 存放位图的格式称为位图格式；存储的内容是描述像素的 数值
当三基色等量相加时，得到白色；等量的红绿相加而蓝为0时 得到黄色；等量的红蓝相加而绿为0时得到品红色；等量的绿 蓝相加而红为0时得到青色。这些三基色相加的结果如图4-2所 示
2011年1月17日
图4-1 彩色显像产生颜色的原理
图4-2 相加混色
第4章 彩色数字图像基础
6/33
4.2 图像的颜色模型(续2)
不是物体固有的而是人为的颜色 将像素值当作彩色查找表(color look-up table，CLUT)的表
项入口地址，查找显示图像时要使用的R，G，B值，用查 找出的R，G，B值产生的彩色 使用查找得到的R，G，B数值显示的彩色是真的，但不是 图像本身真正的颜色，它没有完全反映原图的颜色
直接色(direct color)
眼睛本质上是一个照相机
人的视网膜(human retina)通过神经元感知外部世界的颜 色，每个神经元是一个对颜色敏感的锥体(cone)
红、绿和蓝三种锥体细胞对不同频率的光的感知程 度不同，对不同亮度的感知程度也不同
这就意味着，人们可以使用数字图像处理技术来降低表示 图像的数据量而不使人感到图像质量有明显下降。
常见的屏幕分辨率: 640×480，800×600，1024×768， 1280×1024
传统电视屏幕的宽高比为4:3；高清晰度电视屏幕的宽高比 为16∶9
图像分辨率(image resolution)
图像精细程度的度量方法。对同样尺寸的一幅图，如果像 素数目越多，则说明图像的分辨率越高，看起来就越逼真。 相反，图像显得越粗糙
彩色图像
一幅彩色图像可以看成是由许多的点组成的，如图4-3所示
图像中的单个点称为像素(pixel)，每个像素都有一个值， 称为像素值，它表示特定颜色的强度
一个像素值通常用R，G，B三个分量表示。如果每个像素 的每个颜色分量 “1”和“0”表示，即每种颜色的强度是100% 或0%，每个像素显示的颜色是8种颜色之一，见表4-1
2011年1月17日
第4章 彩色数字图像基础
12/33
4.3 图像的三个基本属性(续2)
像素深度与阿尔法(α)通道
存储每个像素所用的位数
例如，用R，G，B三个分量表示的彩色图像，若每个分量用8 位表示，那么一个像素共用24位表示，就说像素深度为24位
像素深度决定彩色图像的每个像素可能有的颜色数， 或者确定灰度图像的每个像素可能有的灰度级数
用这种方法产生的颜色之所以称为相减混色，是因 为它减少了为视觉系统识别颜色所需要的反射光
2011年1月17日
第4章 彩色数字图像基础
8/33
4.2 图像的颜色模型(续4)
在相减混色中, 当三基色等量相减时得到黑 色；……。三基色相减结果如图4-4所示
按每个像素每种颜色用1位表示，相减法产生的8
特性
位图的获取通常用扫描仪、数码相机、摄像机、录像机、 视像光盘和相关的数字化设备
多媒体技术教程
第4章 彩色数字图像基础
林福宗 清华大学 计算机科学与技术系
linfz@ 2008年9月
第4章 彩色数字图像基础目录
4.1 视觉系统对颜色的感知 4.5 伽马(γ)校正
4.2 图像的颜色模型
4.5.1 γ的概念
4.2.1 显示彩色图像用RGB相加混 色模型
值为0。例如，RGB为0∶1∶0时，对应CMY为1∶0∶1 表4-4 相加色与相减色的关系
相加混色(RGB)
000 001 010 011 100 101 110 111
相减混色(CMY)
111 110 101 100 011 010 001 000
生成的颜色
黑 蓝 绿 青 红 品红 黄 白
2011年1月17日
一个能发出光波的物体称为有源物体，它的颜色由 该物体发出的光波决定
CRT使用3个电子枪分别产生红(red)、绿(green)和蓝(blue)三 种波长的光，如图4-1所示，并以各种不同的相对强度组合 产生不同的颜色
RGB相加混色模型
组合红、绿和蓝光波来产生特定颜色的方法叫做相加混色 法(additive color mixture) ，即RGB相加混色模型
表4-1相加色
图4-3 一幅图像由许多像素组成
RGB 000 001 010 011 100 101 110 111
颜色 黑 蓝 绿 青 红 品红 黄 白
2011年1月17日
第4章 彩色数字图像基础
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4.2 图像的颜色模型(续3)
打印彩色图像用CMY相减混色模型
一个不发光波的物体称为无源物体，它的颜色由该 物体吸收或者反射哪些光波决定用
每个像素值由R，G，B分量构成，每个分量作为单独的索 引值对它做变换，用变换后的R，G，B值产生的颜色
2011年1月17日
第4章 彩色数字图像基础
15/33
4.4 图像的种类
矢量图(vector graphics)
根据数学规则描述而生成的图
一幅图用数学描述的点、线、弧、曲线、多边形和其他几 何实体和几何位置来表示，创建的图是对象的集合而不是 点或像素模式的图，如图4-5(a)所示
14/33
4.3 图像的三个基本属性(续4)
真彩色、伪彩色与直接色
真彩色(true color)
每个像素的颜色值用红(R)、绿(G)和蓝(B)表示的颜色 通常用24位表示，其颜色数224＝16 777 216种。也称24位
颜色(24-bit color)或全彩色(full color)
伪彩色(pseudo color)
在图像数字化和打印应用中的图像分辨率表示法
通常用多少点每英寸(dots per inch，DPI)表示，如300 DPI 分辨率越高，图像质量就越高，像素就越多，要求存储容量
就越大
图像分辨率与屏幕分辨率是两个不同的概念
从行列像素角度看，图像分辨率是构成一幅图像的像素数 目，而屏幕分辨率是显示图像的区域大小
局限性
很难用数学方法来描述真实世界的彩照，这就要用位图法 表示
2011年1月17日
第4章 彩色数字图像基础
16/33
4.4 图像的种类(续1)
2011年1月17日
图4-5 矢量图与位图
第4章 彩色数字图像基础
17/33
4.4 图像的种类(续2)
位图(bitmap，bitmapped image )
例如，像素深度为24位时，每个像素可以是224=16 777 216种 颜色中的一种
像素深度越深，表达的颜色数目就越多，所占用的存 储空间也越大。相反，如果像素深度太浅，则影响图 像的质量，图像看起来让人觉得很粗糙和很不自然
由于受到设备和人眼分辨率的限制，不一定要追求特 别深的像素深度
2011年1月17日
4.5.2 γ校正
4.2.2 打印彩色图像用CMY相减混 色模型
4.6
图像文件格式
4.3 图像的三个基本属性
4.6.1 BMP文件格式
4.3.1 图像分辨率
4.6.2 GIF文件格式
4.3.2 像素深度与阿尔法(α)通道
4.6.3 PNG格式
4.3.3 真彩色、伪彩色与直接色
4.4 图像的种类
参考文献和站点
种颜色如表4-3所示
表4-3 相减色
C(青色) M(品红) Y(黄色) 相减色
0
0
0
白
0
0
1
黄
0
1
0
品红
0
1
1
红
1
0
0
青
1
0
1
绿
图4-4 相减混色
1
1
0
蓝
1
1
1
黑
2011年1月17日
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值表示时， 像素值为(1，1，0，0)时显示红色，表示红色强度为1 像素值为(0.5，1，0，0)时，使用α通道中的预乘数0.5 与R，G，B相乘，其结果为(0.5,0.5,0,0)，表示红色强 度为0.5
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第4章 彩色数字图像基础
从理论上说，自然界中的任何一种颜色都可以由 R，G，B这三种颜色值之和来确定，它们构成一个 三维的RGB矢量空间
这就是说，R，G，B的数值不同，混合得到的颜色就不 同，也就是光波的波长不同
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4.2 图像的颜色模型
显示彩色图像用RGB相加混色模型
4.4.1 矢量图与位图
4.4.2 灰度图与彩色图
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4.1 视觉系统对颜色的感知
颜色是什么
视觉系统对可见光的感知结果
可见光是波长在380～780 nm之间的电磁波，我 们看到的大多数光不是一种波长的光，而是由许 多不同波长的光组合成的，因此有多种颜色的感 觉
用彩色墨水或颜料进行混合，绘制的图画是一种无源物 体，用这种方法生成的颜色称为相减色
CMY相减混色模型
用三种基本颜色即青色(cyan)、品红(magenta)和黄色 (yellow)的颜料按一定比例混合得到颜色的方法，通常写 成CMY，称为CMY模型
从理论上说，任何一种颜色都可以用青色(cyan)、品红 (magenta)和黄色(yellow)混合得到
用像素值阵列表示的图，如图4-5(b)所示
对位图进行操作时，只能对图中的像素进行操作，而不能 把位图中的物体作为独立实体进行操作。也称光栅图 (raster graphics)
画位图或编辑位图的软件称为画图程序(paint programs)； 存放位图的格式称为位图格式；存储的内容是描述像素的 数值
当三基色等量相加时，得到白色；等量的红绿相加而蓝为0时 得到黄色；等量的红蓝相加而绿为0时得到品红色；等量的绿 蓝相加而红为0时得到青色。这些三基色相加的结果如图4-2所 示
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图4-1 彩色显像产生颜色的原理
图4-2 相加混色
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4.2 图像的颜色模型(续2)
不是物体固有的而是人为的颜色 将像素值当作彩色查找表(color look-up table，CLUT)的表
项入口地址，查找显示图像时要使用的R，G，B值，用查 找出的R，G，B值产生的彩色 使用查找得到的R，G，B数值显示的彩色是真的，但不是 图像本身真正的颜色，它没有完全反映原图的颜色
直接色(direct color)
眼睛本质上是一个照相机
人的视网膜(human retina)通过神经元感知外部世界的颜 色，每个神经元是一个对颜色敏感的锥体(cone)
红、绿和蓝三种锥体细胞对不同频率的光的感知程 度不同，对不同亮度的感知程度也不同
这就意味着，人们可以使用数字图像处理技术来降低表示 图像的数据量而不使人感到图像质量有明显下降。
常见的屏幕分辨率: 640×480，800×600，1024×768， 1280×1024
传统电视屏幕的宽高比为4:3；高清晰度电视屏幕的宽高比 为16∶9
图像分辨率(image resolution)
图像精细程度的度量方法。对同样尺寸的一幅图，如果像 素数目越多，则说明图像的分辨率越高，看起来就越逼真。 相反，图像显得越粗糙
彩色图像
一幅彩色图像可以看成是由许多的点组成的，如图4-3所示
图像中的单个点称为像素(pixel)，每个像素都有一个值， 称为像素值，它表示特定颜色的强度
一个像素值通常用R，G，B三个分量表示。如果每个像素 的每个颜色分量 “1”和“0”表示，即每种颜色的强度是100% 或0%，每个像素显示的颜色是8种颜色之一，见表4-1
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4.3 图像的三个基本属性(续2)
像素深度与阿尔法(α)通道
存储每个像素所用的位数
例如，用R，G，B三个分量表示的彩色图像，若每个分量用8 位表示，那么一个像素共用24位表示，就说像素深度为24位
像素深度决定彩色图像的每个像素可能有的颜色数， 或者确定灰度图像的每个像素可能有的灰度级数
用这种方法产生的颜色之所以称为相减混色，是因 为它减少了为视觉系统识别颜色所需要的反射光
2011年1月17日
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4.2 图像的颜色模型(续4)
在相减混色中, 当三基色等量相减时得到黑 色；……。三基色相减结果如图4-4所示
按每个像素每种颜色用1位表示，相减法产生的8
特性
位图的获取通常用扫描仪、数码相机、摄像机、录像机、 视像光盘和相关的数字化设备
多媒体技术教程
第4章 彩色数字图像基础
林福宗 清华大学 计算机科学与技术系
linfz@ 2008年9月
第4章 彩色数字图像基础目录
4.1 视觉系统对颜色的感知 4.5 伽马(γ)校正
4.2 图像的颜色模型
4.5.1 γ的概念
4.2.1 显示彩色图像用RGB相加混 色模型
值为0。例如，RGB为0∶1∶0时，对应CMY为1∶0∶1 表4-4 相加色与相减色的关系
相加混色(RGB)
000 001 010 011 100 101 110 111
相减混色(CMY)
111 110 101 100 011 010 001 000
生成的颜色
黑 蓝 绿 青 红 品红 黄 白
2011年1月17日
一个能发出光波的物体称为有源物体，它的颜色由 该物体发出的光波决定
CRT使用3个电子枪分别产生红(red)、绿(green)和蓝(blue)三 种波长的光，如图4-1所示，并以各种不同的相对强度组合 产生不同的颜色
RGB相加混色模型
组合红、绿和蓝光波来产生特定颜色的方法叫做相加混色 法(additive color mixture) ，即RGB相加混色模型
表4-1相加色
图4-3 一幅图像由许多像素组成
RGB 000 001 010 011 100 101 110 111
颜色 黑 蓝 绿 青 红 品红 黄 白
2011年1月17日
第4章 彩色数字图像基础
7/33
4.2 图像的颜色模型(续3)
打印彩色图像用CMY相减混色模型
一个不发光波的物体称为无源物体，它的颜色由该 物体吸收或者反射哪些光波决定用
每个像素值由R，G，B分量构成，每个分量作为单独的索 引值对它做变换，用变换后的R，G，B值产生的颜色
2011年1月17日
第4章 彩色数字图像基础
15/33
4.4 图像的种类
矢量图(vector graphics)
根据数学规则描述而生成的图
一幅图用数学描述的点、线、弧、曲线、多边形和其他几 何实体和几何位置来表示，创建的图是对象的集合而不是 点或像素模式的图，如图4-5(a)所示
14/33
4.3 图像的三个基本属性(续4)
真彩色、伪彩色与直接色
真彩色(true color)
每个像素的颜色值用红(R)、绿(G)和蓝(B)表示的颜色 通常用24位表示，其颜色数224＝16 777 216种。也称24位
颜色(24-bit color)或全彩色(full color)
伪彩色(pseudo color)
在图像数字化和打印应用中的图像分辨率表示法
通常用多少点每英寸(dots per inch，DPI)表示，如300 DPI 分辨率越高，图像质量就越高，像素就越多，要求存储容量
就越大
图像分辨率与屏幕分辨率是两个不同的概念
从行列像素角度看，图像分辨率是构成一幅图像的像素数 目，而屏幕分辨率是显示图像的区域大小
局限性
很难用数学方法来描述真实世界的彩照，这就要用位图法 表示
2011年1月17日
第4章 彩色数字图像基础
16/33
4.4 图像的种类(续1)
2011年1月17日
图4-5 矢量图与位图
第4章 彩色数字图像基础
17/33
4.4 图像的种类(续2)
位图(bitmap，bitmapped image )
例如，像素深度为24位时，每个像素可以是224=16 777 216种 颜色中的一种
像素深度越深，表达的颜色数目就越多，所占用的存 储空间也越大。相反，如果像素深度太浅，则影响图 像的质量，图像看起来让人觉得很粗糙和很不自然
由于受到设备和人眼分辨率的限制，不一定要追求特 别深的像素深度
2011年1月17日
4.5.2 γ校正
4.2.2 打印彩色图像用CMY相减混 色模型
4.6
图像文件格式
4.3 图像的三个基本属性
4.6.1 BMP文件格式
4.3.1 图像分辨率
4.6.2 GIF文件格式
4.3.2 像素深度与阿尔法(α)通道
4.6.3 PNG格式
4.3.3 真彩色、伪彩色与直接色
4.4 图像的种类
参考文献和站点
种颜色如表4-3所示
表4-3 相减色
C(青色) M(品红) Y(黄色) 相减色
0
0
0
白
0
0
1
黄
0
1
0
品红
0
1
1
红
1
0
0
青
1
0
1
绿
图4-4 相减混色
1
1
0
蓝
1
1
1
黑
2011年1月17日
第4章 彩色数字图像基础