大学计算机基础第3版参考课件-第10讲--图像视频及压缩

多媒体技术基础

这些媒体在计算机里都是如何表示的？

声音图像视频

数字图像处理技术

❑颜色的实质

◆是一种光波，视觉系统对可见光的感知结果。被观察

对象吸收或反射不同波长的光波形成。

❑可见光波长

◆380 nm～780 nm之间的电磁波。眼睛看到的光常为

多种不同波长的光组合成。当各种不同的光信号一起

进入眼睛某点时，视觉器官将其混合，作为一种颜色

接收。

❑自然界中的任何一种颜色都可以由红、绿、蓝(R，G，B)这3种颜色的混合来确定

代表波长

700

颜色模型

❑颜色模型是描述颜色的量化方法，也可以称为颜色空间。

❑有源物体：能发出光波的物体

◆RGB模型

◆计算机显示器

❑无源物体：不发出光波的物体

◆CMY模型

◆彩色打印机和彩色印刷系统

RGB颜色模型（有源物体）

国际照明委员会(CIE)规定以700nm(红)、

546.1nm(绿)、435.8nm(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这

三基色按不同比例混合而成。

相加混色

CMY颜色模型（无源物体）❑任何一种颜色都可以用青色

（Cyan）、品红

（Magenta）和黄色

（Yellow）三种基本颜料按

一定比例混合得到，通常写

成CMY，称为CMY模型。

❑相减混色

CMYK颜色模型

由于彩色墨水和颜料的化学特性，用等量的三种基本颜色得到的黑色不是真正的黑色，因此在印刷术中常加一种真正的黑色（Black ink），所以CMY又写成CMYK 。

RGB模型：越画越亮

CMY模型：越描越黑

❑图像与声音

◆都可以看作是连续信号

声音图像

幅值

RGB值

时间

X

Y

图像：二维连续函数f (x ,y )

声音：一维连续函数f (x )

t

u (t )

x

y

r

g b

按一定的空间间隔自左到右、自上而下提取画面

信息，并按一定的精度进行量化的过程。

像素(pixel)

图像采样量化编码数字图像

X Y

1

、采样

◆对函数f (x ,y )，沿x,y 方向分别以等间隔采样，采样后得到的各个点，称为像素。

◆每个像素用一个颜色值表示

图像采样：空间离散化声音采样：时间离散化

2、量化

采样后的每个像素的取值仍然是连续的，要对颜色的取值进行离散化处理

RGB值

Y

?

声音量化：

幅值离散化

2、量化

方法：将近似的颜色划分为同一种颜色，将颜色取值限定在有限个取值范围内

RGB值

Y

图像颜色量化：颜色聚类

3、编码

将量化后每个像素的颜色用不同的二进制编码表示，于是就得到M×N的数值矩阵

例：单色图：用“1”表示黑色，“0”表示白色

RGB颜色模型（有源物体）

将三原色的强度分为256个级别(0

－255)

每种颜色分量用一个字节表示

3种颜色的不同强度的组合可表示：256×256×256＝16777216种

颜色

RGB 颜色模型

R:200

G:50

B:120

黄(255,255,0)

黑(0,0,0)

绿(0,255,0)青(0,255,255)

蓝(0,0,255)

品红(255,0,255)

白(255,255,255)红(255,0,0)X

Y

CMY 颜色模型（无源物体）

C:55M:205Y:135黄(0,0,255)黑(255,255,255)

绿(255,0,255)

青(255,0,0)

蓝(255,255,0)

品红(0,255,0)

白(0,0,0)

红(0,255,255)

R:200

G:50

B:120

同一幅图像不同采样分辨率的结果

15×10

30×20

60×40

120×80

同一幅图像不同量化等级数的结果

24816

3264128256

数字图像的属性

❑图像分辨率：是指图像采样的点数，用点的“行

数×列数”。

❑像素深度或位深度：数字图像中表示每个像素的

颜色所使用的二进制位数就称为像素深度，它决

定了彩色图像中可以出现的最多颜色数，或者黑

白图像中的最大灰度等级数。

❑扫描分辨率：用每英寸多少点（Dot Per Inch，缩写为DPI）表示。

例子：数字图像的存储空间

例1：计算存储一幅352×288的静态真彩色图像所需的存储空间。

解：每个像素点的颜色RGB用3个字节表示，即

像素深度为24位，则所需存储空间为：

352×288×3B ＝304128B＝297KB

图像的数字化

图像分辨率为1024×768，请指出其对

应的显示器分辨率是多少？

A. 800×6001024×768 1280×1024

B. 1280×1024 1024×768 800×600

C. 1024×7681280×1024800×600

显示器1024×768显示器

1280×1024

显示器800×600