交互设计-第2讲图像处理初步

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1、第2讲数字图像基础2.1图像数字化技术2.2数字图像类型2.3图形文件格式2.4图像获取数字图像人眼能识别的自然景象或图像原也是一种模拟信号，为了使计算机能够记录和处理图像、图形，必须首先使其数字化。数字化后的图像、图形称为数字图像、数字图形，一般也简称为图像、图形。教学进程图像处理系统示意图●数字图像：直接量化的原始信号●图像的最小单位是像点●用于表现自然影像●图形：运算形成的抽象化产物●图形由具有方向和长度的矢量表示●用于分析运算结果，简单图形表示●图像是自然界中多姿多彩的景物和生物通过视觉感官在大脑中留下的印记。教学进程2.2数字图像类型●根据

2、数字图像的特性可将其分为:矢量(Vector)图和位图（Bitmap）。矢量图是用一系列绘图指令来表示一幅图。这幅图可以分解为一系列子图如：点、线、面等。这种方法的本质是用数学公式描述一幅图像。图像中每一个形状都是一个完整的公式，称为一个对象。2.位图（bit-mappedimage）是用像素点来描述或映射的图，也即位映射图。位图在内存中也就是一组计算机内存地址位（bit）组成，这些位定义图像中每个像素点的颜色和亮度。位图一般也称为图像。位图可以从传统的相片、幻灯片上制作出来或使用数字相机得到，也可以利用Windows的画笔(Painbrush)用颜

3、色点填充网格单元来创建位图。2.2数字图像类型●优点：容量：它的文件数据量很小；图像质量与分辨率无关，这意味着无论将图像放大或缩小了多少次，图像总是以显示设备允许的最大清晰度显示。在计算机计算与显示一幅图像时，也往往能看到画图的过程。存盘后文件的大小与图形中元素的个数和每个元素的复杂程度成正比。而与图形面积和色彩的丰富程度无关。缺点：不易制作色调丰富或色彩变化太多的图像，而且绘出来的图像不是很逼真，同时也不易在不同的软件间交换文件。矢量图特点图形由具有方向和长度的矢量表示用于分析运算结果，简单图形表示教学进程●图形：用数学公式或模型来描述数据量小放大

4、缩小不失真必须专用软件才能打开适合表现简单规范的图形CorelDraw：*.cdrIllustrator：*.AI、*.EPS和SVGAutoCAD：*.dwg和dxfFreeHand：：.FH113DStudio：。3DSwindows标准图元文件*.wmf和增强型图元文件*.emf等等。●位图图像特点图像像点教学进程在计算机上存储图像最普通和广泛的形式是位图。特点：适于“获取”和“复制”，表现力丰富，但编辑较复杂位图的绘制过程也即逐点映射的过程，与图像的复杂程度无关。位图的表现力强，可适于任何自然图像，细腻、层次多、细节多。图形面积越大，文件的字

5、节数越多，文件的色彩越丰富，文件的字节数越多。●位图图像●图像由基本显示单元“像点”构成图像像点8bit(28=256色)16bit(216=65536色)24bit(224=16M色)●8位图像●16位图像●24位图像●二进制位与图像之间存在严格的“位映射”关系●像点由若干个二进制位进行描述●二进制位代表图像颜色的数量●具有位映射关系的图叫作“位图”●“位图”特指图像教学进程1）矢量图与位图的转换通过软件，矢量图可以轻松地转换为位图，而位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无法跟原来的图形相比。2）矢量图与位图的组合

6、使用矢量图和位图在应用上可以相互结合，例如可以用矢量图形建模、位图贴图实现逼真的视觉效果等。矢量图与位图的关系●计算机显示图像时采用位图块拷贝。对图形显示，需要计算机依照特定的算法生成。对图形而言，其关键算法主要有：图形数据结构研究、计算机自动造型、参数化设计等。对图像而言，其关键算法主要有：图像的压缩与编码、图像的恢复与重建、图像的解释与识别、计算机视觉等等。我们日常生活中见到的图像一般是连续形式的模拟图像，所以数字图像处理的一个先决条件就是将连续图像离散化，转换为数字图像。图像的数字化包括采样和量化两个过程，连续图像f(x,y)经数字化后，可以用

7、一个离散量组成的矩阵g(i,j)（即二维数组）来表示。图像数字化概念●位图图像的表示如果将一幅图像分成许多个被称为象素（Pixel）的小区域，每个象素中的灰度平均值用一个整数来表示，这便是数字信号。数字图像是由矩阵构成，矩阵中包含有不同的象素值。数字图像是以一规则的数字量集合来表示的物理图像，图像用计算机处理必须赋予数字形式。（2）数字化采样一般是按正方形点阵取样的，除此之外还有三角形点阵、正六角形点阵取样。如图所示。（3）以上是用g(i,j)的数值来表示(i,j)位置点上灰度级值的大小，即只反映了黑白灰度的关系，如果是一幅彩色图像，各点的数值还应

8、当反映色彩的变化，可用g(i,j,λ)表示，其中λ是波长。如果图像是运动的，还应是时间t的函数，即可表示为g