数字图象处理复习

三基色相减混色：黄、青、品红（黄、兰、红）
2.5 常用表色系: RGB
国际照明委员会（CIE）
规定以：
700 nm(红) 546.1 nm (绿) 435.8 nm (蓝) 三个色光为三基色。又称为物理三基色。自然界的所 有颜色都可以通过用这三基色按不同比例混合而成。 RGB 模式的混色原理是以颜色加法来混合出各种不同 的颜色。 彩色电视机的显像管（CRT）以及计算机屏幕，都是 以这种方式来混合出各种不同的颜色效果。
2.5 常用表色系:灰度
亦称灰阶。在灰度图象中，每一个象素都以 8 位元表
示，因此可以表现出256种层次。 如果将纯黑和纯白之间的层次等分成 256 个层次，就 成了 256灰度模式，可以用来模拟黑白照片的图像效 果。所以每一个位元都是介于黑色与白色之间 256种 灰度的一种。
2.5 常用表色系:黑白
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3.1光栅扫描显示原理
3.1.4 光栅扫描显示器工作原理
彩色表技术：不增加帧缓存每个单元的位数，却能具有在很
大范围内挑选颜色的能力。如图，此时由帧缓存中读出来的 值并不是相应象素的彩色值，而是彩色表中的一个编号（入 口地址）按这个编号在彩色表中取出的数才是该象素的彩色 值。彩色表也就是调色板。 显示器所能显示的颜色都可被彩色表选用，所以灵活地建立 、设置与 修改彩色 表，虽然 没有增加 彩色种类 ，但总的 来说扩大 了色彩的 显示范围 。
登月； 火星及外太空照片传输与处理。
1.4 图象信息源和图象处理系统
图象信息源有：
可见光成象； 红外、紫外光成象； 超声成象； X光成象，射线成象； 显微图象； 核磁共振成象，铁磁共振成象，同位素质谱仪； 其它传感器（温度、压力、流速、应力、应变等）。
1.4 图象信息源和图象处理系统
成象传感器：获取图象；不同信息源采用不同的传感器； 图象显示器：显示图象；CRT,LCD,PDP等不同输出； 图象存储器：图象帧数据存储；光盘存储器； 图象处理器：图象高速处理（硬件和软件）； 图象通讯与传输设备。
2.5 常用表色系：三色学说
三基色相加混色：红、绿、兰；

4.1 图象的采样
三. 采样设备 2.数码相机
一般数码相机都使用面阵CCD。 CCD本身不能分辨色彩，它仅仅是光电转换器。 为了实现彩色输入，通常给CCD器件表面加以CFA（Color
Filter Array，彩色滤镜阵列），或者使用分光系统将光线分 为红、绿、蓝三色，分别用3片CCD接收。 数码相机是由镜头、CCD、A/D（模/数转换器）、MPU（微 处理器）、内置存储器、LCD（液晶显示器）、PC卡（可移 动存储器）和接口（计算机接口、电视机接口）等部分组成 。
2.5 常用表色系: RGB
2.5 常用表色系: HSI
HSI （ HSB ） 模 式 是 利 用 色 调 （ Hue ） 、 色 浓 度 （
Saturation）以及亮度（ Intensity （ Brightness ）） 三种基本向量来表示一种颜色。
Hue ：色调，沿着色调环从 0 度（纯红）， 240o为蓝色，再转回360度（纯红）。 Saturation：色彩的饱和度。0
3.1光栅扫描显示原理
3.1.4 光栅扫描显示器工作原理
• 为了对彩色显示器要 分别控制三个原色： 红、绿、蓝。 • 为了使三原色按不同 的比例合成各种色彩 ，每种原色也要有不 同的灰度，如果每象 素的各原色要有256 种灰度，则每一个原 色就要在帧缓存单元 中占据8位，及8个位 面。因此帧缓存每个 单元就要有24位（面 ），于是帧缓存就很 大，相应的价格就比 较高。
1 1 6 2 4 3 3 4 2 5 2 6 1 5 2 4 3 5 4 6 5 2 6 14
1
3 1
6
4 4
6
5 6
4
6 6
6
6 2
6
6 3
Байду номын сангаас
1
3
6
4
6
6
灰度直方图
5.3 对比度展宽
设有一幅图，由于成象时光照不足，使得整幅图偏暗，（
灰度范围从0到63）；或者成象时光照过强，使得整幅图偏 亮，（灰度范围从200到255），我们称这些情况为低对比 度，即灰度都挤在一起，没有拉开。 灰度扩展的意思就是把你所感兴趣的灰度范围拉开，使得 该范围内的像素， 亮的越亮，暗的越 暗，从而达到了增 强对比度的目的。 我们可以用如下的 图来说明对比度扩 展的原理。
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4.2 图象的存储格式
一.概述
这样就必须在文件中某处注明该图象的尺寸，即长度与宽度
，（以象素为单位）通常记录在文件头（header）中。 文件头是有关图象整体的信息数据块，除记录图象的尺寸外 ，还记录诸如象素的位长、图象的颜色表等有关信息。文件 头之后才是图象的数据流。因此，图象数据文件是文件头加 数据流。 应用较广，比较常见的静态图象文件格式有：PCX、Tiff、 Gif、Targa、BMP/DIB、PostScript、Sun、JPEG、DXF、 HP-GL、LotusPic、WMF。
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4.2 图象的存储格式
四. BMP文件的细节
Bmp 是 Microsoft
Windows 设备无关位图（ Microsoft Device Independent Bitmap）文件，又称为DIB 。是Windows操作 系统的标准文件格式。 虽然大部分BMP文件是不压缩的形式，它本身还是支持图像 压缩的，如rle格式（行程长度编码，runlength encoding）和 LZW压缩格式等。 Bmp 可以包含每个象素 l 位、 4 位、 8 位或 24 位的图形。其中 1 、4和8位图形有彩色映像（调色板），而24位元图形则是全 彩（TrueColor）。
Y:
代表亮度； Cb、Cr：代表色差。
与YUV模式不同的是它充分考虑了色彩组成时 RGB三
色的重要因素。 YUV考虑的是简单，YCbCr考虑的是 压缩时可以充分取出冗余量。
2.5 常用表色系: CMY（ CMYK ）
红绿蓝三原色的补色是淡青色、品红色和黄色。用这三种原色
可以构成了CYM色彩模式。 在 CYM 色彩模式中，红色是品红色与黄色混合而成，蓝色是 淡青色与品红色混合而成的。 CYM 色彩模式不流行的原因之 一是这些深色的原色是不自然的，而且不容易得到。 理论上，利用 C 、 M 、 Y 三种基本色便可以混合为黑色，但是 由于考虑到印刷油墨混合的误差，所以再加进一定量的黑色。 CMYK是由青（Cyan）、品红（Magenta）、黄（Yellow）以 及黑（ Black ）四种基本色调配合成各种不同的颜色，一般应 用在印刷输出的分色处理上面。 CMYK 与 RGB 所不同的地方，除了组成的基本色不同之外， RGB 的合成是采取颜色加法，而 CMYK 则是采用颜色减法（ 过滤）。
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4.2 图象的存储格式
一.概述
图象是由排成矩形点阵的象素组成的。 图象有不同的编码方式：无压缩、无损压缩、有损压缩 把一幅图象记录进文件时，必须同时记录下各象素在点阵中
的位置及象素的灰度值。 实际上我们可以利用各象素在文件中的记录位置来表示其在 图象点阵中的位置，这样就可以省去记录象素位置坐标的数 据量，而各象素的数据只用来记录其灰度值。



黑白图象是1位元的图象，也就是每个象素都由一个 位元来表示，不是黑色就是白色。 占用的内存最小，但所支持的功能也最受限制。例 如黑白图象并不能够表现出渐变的色彩。当图象从 灰度转换黑白时，用户可以在对话框中选择转换成 为什么样子黑白图象。 注意，其他的彩色图象并不能直接转换成为黑白图 象，必须先将它转换成为灰度图象，然后才能将其 转换成为黑白图象。
2.5 常用表色系: Lab
Lab 模式是一般人较为陌生的色彩模式，这个模式的
色彩定义是由国际照明委员会 CIE所制定的，也是目 前所有模式中含盖色彩范围最广的模式。 Lab 模式是以一个亮度分量 L （ Lightness ） —— 范围 是 0-100；以及两个颜色分量 a 与 b 来表示颜色。 a 分 量是由绿色演变到红色 ——范围是 -120-120；而b分 量则是由蓝色演变到黄色——范围是 -120-120。
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4.1 图象的采样
三. 采样设备
2.数码相机 镜头将光线会聚到感光器件CCD（Charge Couple Device 光 电荷耦合器件）上，它是利用微电子技术制成的表面光电器 件，它的功能是把光信号转变为电信号。即得到了对应于拍 摄景物的电子图像的模拟信号，经ADC（模数转换器）器件 转换为数字信号，再由MPU（微处理器）进行压缩并转化为 特定的图像格式，例如JPEG格式，存储在内置存储器中。
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、A/D转换电路及机械传动部分组成。 扫描时，原稿正面朝下铺在扫描仪的玻璃板上; 扫描仪内部 的可移动光源通过机械传动机构在控制电路的控制下带动装 着光学系统和CCD的扫描头沿垂直方向扫过整个原稿，并每 扫一行就得到原稿 横向一行的图像信 息; CCD将RGB光 线转变为模拟电信 号，再经A/D变换 器转变为数字信号 ，传送至计算机内 部逐步形成原稿的 全图。
1.2 图象处理的应用领域
军事图象处理：
各种（卫星）侦察照片的判读； 导弹精确制导； 军事目标检测； 地形配准； 无人驾驶飞机、坦克、飞机和军舰模拟训练系统；
军事自动化指挥系统等。
工业图象处理：
无损探伤； 无接触式检测(温度、形状、应力等)；
航天和航空技术：
数字图象处理复习
2006年11月
第一章 绪论
图像处理即数字图像处理（Digital
Image Processing），又称为计算机图像处理，它是指将 图像信号转换成数字信号并利用计算机对其进行处 理的过程。 处理过程主要包括：
图象的采集、获取、编码、存储、显示输出和传输； 图象的变换、增强、恢复（复原）和重建； 图象的特征的提取、识别及其解释和理解等。
120o 为绿色，
%时为灰色，100 %时为纯色
。 Brightness （Intensity）：亮度（强度），0 %为黑色，100 %时为白色。
所谓的色调，指的是不同波长的光谱，例如红色和绿
色便是属于不同的色调。 色浓度则是指颜色的深浅，例如同样是红色，也会因 为浓度的不同而分为深红或浅红。 亮度（强度）则指的是颜色明暗的程度。
图象处理系统主要包括：
一个基本的图象（处理和分析）系统构成可由下图表示。 图中各模块都有特定的功能，分别是采集、显示、存储、
通信、处理和分析。 为完成各自的功能每个模块都需一些特定的设备。
通信
采集
处理和分析
显示
存储
图象系统的构成示意图
1.4 图象信息源和图象处理系统
图象处理系统主要包括：
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4.1 图象的采样
二.采样传感器
采样传感器
CCD
(Charge Couple Device)电荷耦合器件； CMOS：互补性金属氧化物半导体。
采样设备
扫描仪， 数码照相机， 数码摄像机， 采集卡。
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4.1 图象的采样
三. 采样设备 1. 扫描仪
扫描仪主要由光学系统、线阵CCD（电荷耦合器件）扫描头
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4.2 图象的存储格式
四. BMP文件的细节
bmp文件大体上分成四个部分：
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5.2 灰度直方图
在数字图像处理中，灰度直方图是最简单且最有用
的工具。 直方图是用来表达一幅图像灰度级分布情况的统计 图表。图中：
横坐标表示灰度值， 纵坐标表示该灰度值出现的次数（频率）。
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5.2 灰度直方图
1.2 图象处理的应用领域
遥感图象处理：
用于地质、森林、海洋资源探测； 农作物估产、灾害估计; 水文、气象监测； 卫星云图分析处理； 天气预报等。
生物医学图象处理：
断层图象重构
(Computer Tomograph CT)； MRI（核磁共振）； X光透视及X光片； B超体内病变检测； 各种细胞自动计数、自动检测和识别； 染色体的分析； 虚拟人体等。
2.5 常用表色系: YUV（电视信号）
电视信号在发射时，转换成YUV形式，接受时再还原成RGB三
基色信号，由显像管显示。目的是为了可以与黑白电视兼容。 在YUV（电视信号）模式中：
Y：亮度； U，V：色差信号。

2.5 常用表色系: YCbCr
这是常用于彩色图像压缩时的一种彩色模式。