第四章 数字图像处理技术

【容差】文本框：设置选取的颜色范围，0-255，数值越大，选取的 颜色范围也越大；数值越小，选取的颜色就越接近，选取的范围就越 小。 【连续】复选框：勾选，可以只选区相邻的区域。
【多边形套索】工具用于选取边界多为直线或边界曲折的复杂图 像。
4.5.4 选区的基本操作
1. 移动选区 单击【矩形选框】、【魔术棒】工具等，单击【新选区】按钮， 将鼠标移到工作区的选区内，拖动鼠标即可移动选区，或者使用光标 键移动。 2. 取消选区 选择-----取消选择（Ctrl+D）
2.裁切工具 将图像中的某部分裁切成一个新的图像。
工具选项 操作方法 单击【裁切】工具，拖动鼠标选中裁切区域，按Enter键。
6. 绘制绘图颜色
绘图前，都必须首先设置前景/背景颜色。前景色用于显示当前 绘图工具的颜色，背景色用于显示图像的底色。
6. 绘制绘图颜色
1）拾色器设置颜色
上半部分为当前选取得颜色，下半 部分为原来设置的颜色
色彩区域 设置色彩模式
6. 设置绘图颜色
2）【吸管】工具设置颜色 利用【吸管】工具可获取当前工作区中的颜色，使其成为前景色或背 景色。
5、HSL颜色空间 HSL颜色空间便是基于人对颜色的心理感受的一种颜色模式，它 是由RGB三基色转换为Lab模式，再在Lab模式的基础上考虑了人堆 颜色的心理感受这一因素而转换成的。因此这种颜色模式比较符合人 的主观感受，让人觉得更加直观一些。 6、YUV颜色空间 在现代彩色电视系统中，通常采用三管彩色摄像机，它把摄的彩 色信号，经分色、分别放大校正得到的RGB，再经过矩阵变换电路得 到亮度信号Y和两个色差信号R-Y,B-Y,最后发送端将亮度和色差3个 信号分别进行编码，用同一信道发送出去，这就是人们常用的YUV颜 色空间。
白色-红色=青色 白色-绿色=品红 白色-蓝色=黄色 相减混色就是以吸收三基色比例不同而形成不同的颜色的。 所以有把青色、品红、黄色称为颜料三基色。颜料三基色的 混色在绘画、印刷中得到广泛应用。
4.1.3 颜色空间 颜色空间是组织和描述颜色的方法之一，也可以称为色彩模型。 1、RGB颜色空间 采用红、绿和蓝3中基本颜色来匹配所有颜色的模型称为RGB颜 色空间。根据三基色原理，任意一种颜色可以由下式匹配 C=rR+gG+bB 式中的系数r、g和b分别为3基色红、绿和蓝的比例系数。
色彩三要素
亮度：指光所产生的明暗程度的感觉。
色相：指色彩的种类，由波长决定。波长不同，色相就不 同。如红、橙、黄、绿、蓝、青、紫等，都代表某一类 具体的色相。
饱和度：指色彩的纯净程度，即掺入白光的程度。对于同 一色调的白色光，饱和度越深颜色越鲜明（越纯）。
Ø 亮度
Ø 色相
Ø 饱和度
4.1.2 三基色原理
7. 设置图像分辨率
图像----图像大小
注意：当新设置的图像分辨率大于原分辨率时，图像 将产生失真。
8. 填充颜色
编辑----填充
填充前景色：Alt+Delete 填充背景色：Ctrl+Delete
4.5 Photoshop选区设置
4.5.1 4.5.2 4.5.3 4.5.4 规则选区工具 魔术棒工具 多边形套索工具 选区的基本操作
3、渐变工具 渐变工具的选项的作用 按钮组：有5个按钮，用来选择渐变色的填充方式 渐变样式：可以选择渐变样式图案 反向：选中后可以产生反向渐变的效果 仿色：选中后可使填充的渐变色色彩过渡更加平滑和柔和 透明区域：选中后允许渐变层的透明设置，否则禁止渐变层的透明设 置 渐变色填充方式的特点 “径向渐变”：由起点到选区四周的辐射状渐变 ”线性渐变“：形成起点到终点的线性渐变效果 ”角度渐变“：形成围绕起点旋转的螺旋渐变效果 ”对称渐变“：可以产生两边对称的渐变效果 “菱形渐变”：可以产生菱形渐变的效果
2、CMYK颜色空间 CMYK模式是一种颜料模式,所以它属于印刷模式,但本质上与 RGB模式没有区别,只是产生颜色的方式不同。RGB为相加混色模式， CMYK为相减混色模式。 CMYK模式中，C(Cyan)代表青色，M(Magenta)代表洋红色， Y(Yellow)代表黄色，K(Black)代表黑色。C、M、Y分别是红、绿、蓝 的互补色，由于这三种颜色混合在一起只能得到暗棕色，而得不到真 正的黑色，所以另外引入了黑色。
自然界常见的各种颜色光，都可以由红、
绿、蓝三种颜色光按不同的比例相配混合而
成，同样，各种颜色的光也可以分解成红、绿、
蓝三种颜色，这就称为三基色原理。
绿
Ø 相加混色法
黄
红
青
红色+绿色=黄色 绿色+蓝色=青色 红色+蓝色=品红
红色+绿色+蓝色=白色
品红
蓝
Ø 相减混色法 在白光照射下，青色颜料能吸收红色而反射青色，黄色 颜料吸收蓝色而反射黄色，品红颜 料吸收绿色而反射品红。
多媒体技术及应用
计算机与信息工程学院
第4章
4.1 4.2 4.3 4.4 4.5
数字图像处理技术
图像色彩与色彩空间 图像数字化及数字图像的基本属性 静态图像压缩标准JPEG 数字图像处理 Photoshop图像处理
图像是指绘制、设置或者印刷的形象。而数字图像处理是指借助 数字计算机处理数字图像。数字图像是由有限个元素组成的，每个元 素有特定的位置和取值，我们有时候称这些元素为像素。 4.1 图像色彩与色彩空间 色彩的感觉是一般美感中最大众化的形式 4.1.1 颜色的描述与度量 颜色是人的视觉系统对可见光的感知结果，感知到的颜色由光波 来决定。 光波是一种具有一定频率范围的电磁波，其波长覆盖范围很广。 颜色的实质是一种光波。它的存在是因为有3个实体：光线、被观察 的对象以及观察者。 颜色是观察对象吸收或者反射不同波长的光波形成的。
4.2
图像数字化及数字图像的基本属性 以照片形式或视频记录介质保存的图像是连续的。计算机无法接 收和处理这种空间分布和亮度取值均连续分布的图像。图像数字化就 是将连续图像离散化，其工作包括两个方面：采样和量化。
4.2.1 图像数字化 采样就是把一幅连续图像在空间上分割成M*N个网格，每个网 格用同一亮度值来表示。 根据采样定义，每个网格上只能用一个确定的亮度值来表示。
4.2.2 图像的种类 计算机显示的图像主要有两大类：矢量图和位图。 矢量图像：也称为面向对象的图像或绘图图像，在数学上定义一 系列由线连接的点。矢量图可以分解为单个的线条，文字，圆，矩形， 多边形等单个的图形元素，再用一个代数式来表达每个被分解出来的 元素。 位图图像：也称为点阵图像或绘图图像，是由称做像素的单个点 组成的。这些点可以进行不通的排列和染色以构成图样。当放大位图 时，可以看见赖以构成整个图像的无数单个方块。 通过软件，矢量图可以轻松地转换为点阵图，而点阵图转换为矢 量图就需要经过复杂而庞大的数据处理，而且生成的矢量图的质量绝 对不能和原来的图形相比。
3.反选选区 选择-----反向。（Ctrl+Shift+I） 4.扩展选区 选择-----修改---扩展。 5.缩小选区 选择----修改-----收缩。 6.羽化选区 选择-----羽化
7.保存选区 选择-----存储选区。 8.载入选区 选择-----载入选区。
4.6 选取描边和填充
1、选区描边和填充图案 （1）选区边缘的描边 在画布或者图像上创建选区 单击“编辑”—“描边”命令 设置描边对话框 2、油漆桶工具填充和贴入选区填充
4.4 Photoshop概述
4.4.1 Photoshop工作界面 4.4.2 Photoshop基础操作
4.4.1 Photoshop工作界面
4.4.2 Photoshop基础操作
1. 新建文件
文件---新建
2. 设置快捷键 可以大大提高处理图像数据的效率。编辑----键盘快捷键
3. 转换色彩模式 图像----模式 4.显示标尺 视图-----标尺
5. 显示比例控制 1)正常视图的放大、缩小 工具箱中单击【缩放】工具后，在工作区中单击，可放大1倍。 工具箱中单击【缩放】工具后，按住Alt的同时在工作区中单击，可缩 小1/2 。 2)放大选定区域 工具箱中单击【缩放】工具后， 在工作区拖出一个区域，可将选定区 域放大至整个窗口。 3)满画布显示 视图---按屏幕大小缩放。
Ø 图像分辨率
图像分辨率指数字图像的尺寸，即该图像的水平和垂直方向上的像素个数。 例如一幅图像的分辨率为320*240，对同样大小的一幅原图，如果数字化时图 像分辨率高则组成该图的像素点数目越多，看起来就越清晰逼真。
300 dpi
96 dpi
dpi的数值越大，图像越清晰
21 dpi
图像深度 图像深度也称为图像的位深，是指描述图像中每个像素的数据所 占的二进制位数。图像的每一个像素对应的数据通常可以是1位或多 位，用于存放该像素的颜色、亮度等信息，数据位数越多，可以表达 的颜色数目就越多。
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4.7Photoshop图像编辑工具
4.7.1 4.7.2 4.7.3 4.5.4 4.7.5 4.7.6 移动和裁切工具 填充工具组 变换图像 画笔工具 修复画笔工具 文字工具
4.7.1 移动和裁切工具
1.移动工具
工具选项 【自动选择图层】：将【移动】工具下方的第一个图层作为移动对象，而 不是当前图层。 【自动选择组】：将【移动】工具下方的第一个图层组作为移动对象。 【显示变换控件】：显示移动区域的边框。 操作方法
4.2.4 数字图像文件格式 BMP图像文件 GIF文件格式 TIFF文件格式 PNG格式 PSD格式 PCX PDF
4.2.5 图像格式的品质估计 1、质量 2、灵活性 3、效率
4.3
静态图像压缩标准JPEG JPEG是一个适用范围很广的静态图像数据压缩标准，即可以用 与灰度图像又可以用于彩色图像。 4.3.1 JPEG压缩算法简介 JPEG专家组开发了两种基本的压缩算法，一种是采用以离散余 弦变换为基础的有损压缩算法，另一种是采用以预测技术为基础的无 损压缩算法. JPEG压缩是有损压缩，它利用了人的视觉系统的特性，使用量 化和无损压缩编码相结合来去掉视觉的冗余信息和数据本身的冗余信 息。
3、XYZ颜色空间 在RGB的颜色空间匹配式中，通过实验，发现当匹配一些颜色 的时候，r将取负值。这样一来即不利于计算也不好理解，于是使用3 个理想的原色来代替实际的三原色，从而将r、g、b均变为正值。 4、Lab颜色空间 Lab颜色空间即不依赖光线，也不依赖于颜料，它是一个理论上 包括了人眼可以看见的所有色彩模式。Lab颜色空间由3个量组成： 一个是亮度，即L；另外两个是色彩，用A和B来表示，A包括的颜色 是从深绿色到灰色再到亮粉色；B则是从亮蓝色到灰色再到黄色。
4.5.1 规则选区工具
在工具箱中单击并按住【矩形选框】工具不放，打开规则选区工 具列表。
1. 【矩形选框】工具选项
羽化的作用是通过建立选区和选区周围像素之间的转 换边界来模糊边缘，羽化值越大，则选区的边缘越模糊，矩形选区的 直角处也就越圆滑。
2. 创建规则选区 创建矩形/椭圆选区 单击【矩形选框】/【椭圆选框】工具------移动鼠标到选取区域-----按住鼠标左键拖动。 注意：创建矩形/椭圆选区时，按住Shift键，拖动鼠标可创建正方形 或正圆形选区；按住Alt键，拖动鼠标可创建以鼠标起点为中心的矩形 或椭圆选区。
2. 创建规则选区 创建单行/单列选区 单击【单行选框】/【单列选框】工具，在图像中单击即可。 注意：【单行选框】/【单列选框】工具只能创建宽度或高度为1像素 的选区，使用时可以利用【缩放】工具将图像显示比例放大以便数据 处理。
4.5.2 魔术棒工具
【魔术棒】工具主要用于选取图像窗口中颜色相同或相近的图像区域。 1.【魔术棒】工具选项
从色彩方面来看，图像可以分为灰度图和彩色图。 彩色图像可以按照颜色的数目来划分。
4.2.3图像的基本属性
分辨率
分辨率是影响图像显示质量的重要指标，主要包括显示（屏幕）分辨率、
图像分辨率。 Ø 显示（屏幕）分辨率 显示分辨率确定屏幕上显示图像的区域的大小，即构成全屏幕显示的 像素点的个数。通常以点/英寸（dpi）为度量单位。以每行拥有的像素点数 ×屏幕显示行数来表示，例如800×600等。