数字图像的基本类型PPT
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15
图像的数字化
数字图像可以理解为对二维函数f(x，y)进行采样和量
化(即离散处理)后得到的图像，因此，通常用二维矩 阵来表示一幅数字图像。
将一幅图像进行数字化的过程就是在计算机内生成一 个二维矩阵的过程。
数字化过程包括三个步骤：扫描、采样和量化。
16
采样
采 样 （ Sampling ） : 是 对 图 像 空 间 坐 标 的 离 散 化 ， 它决定了图像的空间分辨率。
数字图像的基本类型
计算机一般采用两种方式存储静态图像： 位映射（Bitmap），即位图存储模式； 向量处理（Vector），也称矢量存储模式。
位图也称为栅格图像，是通过许多像素点表示一幅 图像，每个像素具有颜色属性和位置属性。 矢量图只存储图像内容的轮廓部分，而不是图像数 据的每一点。
1
二值图像
二值图像也叫黑白图像，就是图像象素只存在0,1 两个值。
I=(x,y,z,λ,t)。 当一幅图像为平面单色静止图像时，空间坐标变量z , 波长λ和时间变量t可以从函数中去除，一幅图像可以 用二维函数f(x,y)来表示:
f(x,y)=i(x,y)r(x,y)
这里 0<i(x,y)<
0<r(x,y)<1
反射分量限制在0和1之间。i(x,y)的性质取决于照射 源，而r(x，y)取决于成像物体的特性。
第二部分为位图信息头BITMAPINFOHEADER，也 是一个结构，其定义如下：
typedef struct tagBITMAPINFOHEADER{
DWORD
biSize；
LONG
biWidth；
LONG
biHeight；
WORD
biPlanes；
WORD
biBitCount；
DWORD biCompression； DWORD biSizeImage； 9 LONG biXPelsPerMeter；
//
BYTE rgbRed;
//
BYTE rgbReserved;
//
} RGBQUAD;
11
第四部分就是实际的图像数据。对于用到调色板的 位图，图像数据就是该像素颜色在调色板中的索引 值，对于真彩色图像，图像数据就是实际的R、G、 B值。 对于2色位图，用1位就可以表示该像素的颜色（一 般0表示黑，1表示白），所以一个字节可以表示8个 像素。 对于16色位图，用4位可以表示一个像素的颜色，所 以一个字节可以表示2个像素。
4
RGB图像
RGB图像是一类图像的总称。 这类图像不使用单独的调色板，每一个像素的颜色 由存储在相应位置的红，绿，蓝颜色分量共同决定。 RGB图像是24位图像，红绿蓝分量分别占用8位，理 论上可以包含16M种不同的颜色。
5
数字图像的基本文件格式
每一种图像文件均有一个文件头， 在文件头之后才是 图像数据。
LONG
biYPelsPerMeter；
DWORD biClrUsed；
DWORD biClrImportant；
} BITMAPINFOHEADER；
这个结构的长度是固定的，为40个字节（LONG为 32位二进制整数）。其中，biCompression的有效值 为BI_RGB、 BI_RLE8、 BI_RLE4、BI_BITFIELDS。
文件头的内容一般包括文Leabharlann Baidu类型、文件制作者、制作 时间、版本号、文件大小等内容。
图像文件还涉及图像文件的压缩方式和存储效率等。
常用的图像文件存储格式主要有BMP文件、JPG文件、 PCX文件、TIFF文件以及GIF文件等。
6
BMP图像文件格式
7
第一部分为位图文件头BITMAPFILEHEADER，它 是一个结构体，其定义如下：
二进制的lenna图像
2
灰度图像
灰度图像是包含灰度级的图像，如64级，256级等。 如当像素灰度级用8 bit表示时，每个像素的取值
就是256种灰度中的一种，即每个象素的灰度值为0 到255中的一个。
通常，用0表示黑，255表示白，从0到255亮度逐 渐增加。
3
索引图像
索引图像把像素值直接作为索引颜色的序号。 根据索引颜色的序号就可以找到该像素的实际颜色。 当把索引图像读入计算机时，索引颜色将被存储到调 色板中。 调色板是包含不同颜色的颜色表，每种颜色以红，绿， 蓝三种颜色的组合来表示。调色板的单元个数是与图 像的颜色数一致的。256色图像有256个索引颜色，相 应的调色板就有256个单元。
typedef struct tagBITMAPFILEHEADER{
WORD bfType;
DWORD bfSize;
WORD bfReserved1;
WORD bfReserved2;
DWORD bfOffBits;
} BITMAPFILEHEADER; 这个结构的长度是固定的，为14个字节（WORD为 无符号16位二进制整数，DWORD为无符号32位二 8进制整数）。
除了三层薄膜，在瞳孔后面有一个扁球形的透明体。水晶 体的作用如同可变焦距的一个透镜，它的曲率可以由睫状肌 的收缩进行调节，从而使景象始终能刚好地聚焦于黄斑区。 眼睛的晶状体和普通光学透镜之间的主要差别在于前者的适 应性强。
用眼睛看建筑物侧面的图解，C点是晶状体的光心
14
简单的图像形成模型
一幅图像实际上记录的是物体辐射能量的空间分布， 这个分布是空间坐标、时间和波长的函数，即:
对于256色位图，一个字节刚好可以表示1个像素。
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人眼成像过程
人眼是一个平均半径为20mm的 球状器官。它由三层薄膜包围着， 如右图所示。最外层是坚硬的蛋 白质膜，其中，位于前方的大约 1／6部分为有弹性的透明组织， 称为角膜，光线从这里进 入眼内。其余5／6为白色不透明组织，称为巩膜，它的 作用是巩固和保护整个眼球。中间一层由虹膜和脉络膜 组成。虹膜的中间有一个圆孔，称为瞳孔。它的大小可 以由连接虹膜的环状肌肉组织来调节，以控制进入眼睛 内部的光通量大小，其作用和照相机中的光圈一样。最 内一层为视网膜，它的表面分布有大量光敏细胞。
10
第三部分为调色板(Palette) 。真彩色图像不需要调 色板。调色板实际上是一个数组， 共有biClrUsed个 元素。数组中每个元素的类型是RGBQUAD结构， 占4个字节，其定义如下：
typedef struct tagRGBQUAD{
BYTE rgbBlue;
//
BYTE rgbGreen;
图像的数字化
数字图像可以理解为对二维函数f(x，y)进行采样和量
化(即离散处理)后得到的图像，因此，通常用二维矩 阵来表示一幅数字图像。
将一幅图像进行数字化的过程就是在计算机内生成一 个二维矩阵的过程。
数字化过程包括三个步骤：扫描、采样和量化。
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采样
采 样 （ Sampling ） : 是 对 图 像 空 间 坐 标 的 离 散 化 ， 它决定了图像的空间分辨率。
数字图像的基本类型
计算机一般采用两种方式存储静态图像： 位映射（Bitmap），即位图存储模式； 向量处理（Vector），也称矢量存储模式。
位图也称为栅格图像，是通过许多像素点表示一幅 图像，每个像素具有颜色属性和位置属性。 矢量图只存储图像内容的轮廓部分，而不是图像数 据的每一点。
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二值图像
二值图像也叫黑白图像，就是图像象素只存在0,1 两个值。
I=(x,y,z,λ,t)。 当一幅图像为平面单色静止图像时，空间坐标变量z , 波长λ和时间变量t可以从函数中去除，一幅图像可以 用二维函数f(x,y)来表示:
f(x,y)=i(x,y)r(x,y)
这里 0<i(x,y)<
0<r(x,y)<1
反射分量限制在0和1之间。i(x,y)的性质取决于照射 源，而r(x，y)取决于成像物体的特性。
第二部分为位图信息头BITMAPINFOHEADER，也 是一个结构，其定义如下：
typedef struct tagBITMAPINFOHEADER{
DWORD
biSize；
LONG
biWidth；
LONG
biHeight；
WORD
biPlanes；
WORD
biBitCount；
DWORD biCompression； DWORD biSizeImage； 9 LONG biXPelsPerMeter；
//
BYTE rgbRed;
//
BYTE rgbReserved;
//
} RGBQUAD;
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第四部分就是实际的图像数据。对于用到调色板的 位图，图像数据就是该像素颜色在调色板中的索引 值，对于真彩色图像，图像数据就是实际的R、G、 B值。 对于2色位图，用1位就可以表示该像素的颜色（一 般0表示黑，1表示白），所以一个字节可以表示8个 像素。 对于16色位图，用4位可以表示一个像素的颜色，所 以一个字节可以表示2个像素。
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RGB图像
RGB图像是一类图像的总称。 这类图像不使用单独的调色板，每一个像素的颜色 由存储在相应位置的红，绿，蓝颜色分量共同决定。 RGB图像是24位图像，红绿蓝分量分别占用8位，理 论上可以包含16M种不同的颜色。
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数字图像的基本文件格式
每一种图像文件均有一个文件头， 在文件头之后才是 图像数据。
LONG
biYPelsPerMeter；
DWORD biClrUsed；
DWORD biClrImportant；
} BITMAPINFOHEADER；
这个结构的长度是固定的，为40个字节（LONG为 32位二进制整数）。其中，biCompression的有效值 为BI_RGB、 BI_RLE8、 BI_RLE4、BI_BITFIELDS。
文件头的内容一般包括文Leabharlann Baidu类型、文件制作者、制作 时间、版本号、文件大小等内容。
图像文件还涉及图像文件的压缩方式和存储效率等。
常用的图像文件存储格式主要有BMP文件、JPG文件、 PCX文件、TIFF文件以及GIF文件等。
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BMP图像文件格式
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第一部分为位图文件头BITMAPFILEHEADER，它 是一个结构体，其定义如下：
二进制的lenna图像
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灰度图像
灰度图像是包含灰度级的图像，如64级，256级等。 如当像素灰度级用8 bit表示时，每个像素的取值
就是256种灰度中的一种，即每个象素的灰度值为0 到255中的一个。
通常，用0表示黑，255表示白，从0到255亮度逐 渐增加。
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索引图像
索引图像把像素值直接作为索引颜色的序号。 根据索引颜色的序号就可以找到该像素的实际颜色。 当把索引图像读入计算机时，索引颜色将被存储到调 色板中。 调色板是包含不同颜色的颜色表，每种颜色以红，绿， 蓝三种颜色的组合来表示。调色板的单元个数是与图 像的颜色数一致的。256色图像有256个索引颜色，相 应的调色板就有256个单元。
typedef struct tagBITMAPFILEHEADER{
WORD bfType;
DWORD bfSize;
WORD bfReserved1;
WORD bfReserved2;
DWORD bfOffBits;
} BITMAPFILEHEADER; 这个结构的长度是固定的，为14个字节（WORD为 无符号16位二进制整数，DWORD为无符号32位二 8进制整数）。
除了三层薄膜，在瞳孔后面有一个扁球形的透明体。水晶 体的作用如同可变焦距的一个透镜，它的曲率可以由睫状肌 的收缩进行调节，从而使景象始终能刚好地聚焦于黄斑区。 眼睛的晶状体和普通光学透镜之间的主要差别在于前者的适 应性强。
用眼睛看建筑物侧面的图解，C点是晶状体的光心
14
简单的图像形成模型
一幅图像实际上记录的是物体辐射能量的空间分布， 这个分布是空间坐标、时间和波长的函数，即:
对于256色位图，一个字节刚好可以表示1个像素。
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人眼成像过程
人眼是一个平均半径为20mm的 球状器官。它由三层薄膜包围着， 如右图所示。最外层是坚硬的蛋 白质膜，其中，位于前方的大约 1／6部分为有弹性的透明组织， 称为角膜，光线从这里进 入眼内。其余5／6为白色不透明组织，称为巩膜，它的 作用是巩固和保护整个眼球。中间一层由虹膜和脉络膜 组成。虹膜的中间有一个圆孔，称为瞳孔。它的大小可 以由连接虹膜的环状肌肉组织来调节，以控制进入眼睛 内部的光通量大小，其作用和照相机中的光圈一样。最 内一层为视网膜，它的表面分布有大量光敏细胞。
10
第三部分为调色板(Palette) 。真彩色图像不需要调 色板。调色板实际上是一个数组， 共有biClrUsed个 元素。数组中每个元素的类型是RGBQUAD结构， 占4个字节，其定义如下：
typedef struct tagRGBQUAD{
BYTE rgbBlue;
//
BYTE rgbGreen;