数字图像的基本知识.ppt

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1、第2章数字图像的基本知识本章介绍数字图像的描述方法。讨论内容如下：2.1彩色计色体系2.2位图图像的组成2.3VC++下位图文件数据的读取与显示2.4灰度直方图位图文件的读取与显示是图像处理和分析的最基本操作，必须熟练掌握。直方图是评价、处理和分析图像效果的有力工具；是本章的重点之一。2.1彩色计色体系2.1.1像素将一幅摸拟图象划分为很多逐行逐列排列的点，每一点称为一个像素。像素是组成图像的最小单位。对于一幅彩色图象，每个像素需要用3个量来描述。（1）用RGB三基色描述像素R——红色分量，G——绿色分量，B——蓝色分量R、G、B按不同的比例混合，可得到不同的颜色。例：24位真彩色

2、图像，每个分量用一个字节表示，值范围为0~255。能表达的颜色数目为2563=16777216种，足以描述自然界中的绝大部分颜色。目前，.BMP文件大部分都是这种格式。2.1.2计色体系（2）用YUV分量描述像素Y——亮度分量，U——蓝差分量，V——红差分量已知RGB，可求出YUV：Y=0.30R+0.59G+0.11BU=B－Y=－0.30R－0.59G+0.89BV=R－Y=0.7R－0.59G－0.11B矩阵形式：亮度分量代表像素的明暗程度，对于图像的清晰度起决定性作用。由于U、V分量是三基色分量中扣除色度信号的结果，因此不包括亮度成分。U、V分量代表像素的颜色，根据“大面积

3、着色原理”，对图像的清晰度影响不大。（3）用YSC分量描述像素Y——亮度分量，S——色饱和度分量，C——色调分量已知YUV，可求出YSC：色饱和度S代表颜色的深浅，色调C代表颜色的种类。S和C统称为色度。UVCS0建立直角坐标系U-V，则:S为色度的大小，C为色度的辐角例：纯红色像素，三基色值为R=255，G=0，B=0。分别用YUV和YSC计色制表示该像素。Y=0.3×255+0.59×0+0.11×0=76.5≈77U=B－Y=0－77=－77V=R－Y=255－77=178S=[(-77)2+(178)2]0.5=193.9C=arctg(－178/77)=arctg(－2.

4、31)=113°UVC=113°S=193.90－771788种标准颜色的YSC值如下表：名称白红绿蓝黄青品黑R,G,B1,1,11,0,00,1,00,0,11,1,00,1,11,0,10,0,0Y1.00.30.590.110.890.70.410S00.760.830.90.90.760.830C无意义113°－135°－6°173°293°45°无意义UV红113°将标准颜色画在U-V坐标系中，称为彩色矢量图。青293°品45°绿225°蓝354°黄173°例：有一像素，三基色值为R=100，G=50，B=200。试判断该像素的颜色。Y=0.3×100+0.59×50+0

5、.11×200=81.5（较暗）U=B－Y=50－81.5=－31.5V=R－Y=100－81.5=19.5S=[(－31.5)2+(19.5)2]0.5=37(颜色深浅中等）C=arctg(－19.5/31.5)=arctg(－0.62)=32°（紫偏蓝）若知一个像素的三基色值，由彩色矢量图，很容易判断该像素的颜色。R=100，G=50，B=200UV红113°青293°品45°绿225°蓝354°黄173°2.2位图图像的组成位图（BITMAP）：由逐行逐列的像素排列构成的图像。各像素的存储顺序与像素在图像中的坐标位置成一定的影射关系。没有经过数据压缩，图像质量高。但数据量大。

6、显示时不存在解压缩过程，显示速度快。图像文件：图像文件的格式主要有：位图文件.BMP。Windows系统定义的一种图像文件，直接记录三基色，未压缩，图像质量高。.JPG文件。采用专门方法进行压缩，压缩是有损的，图像质量有一定的损失。允许损失越大，能获得的压缩比越高。其他格式。如.GIF、.TIFF等。本节将重点介绍.BMP文件的结构。2.2.1基本概念BMP文件由4部分组成：文件头、信息头、彩色表（调色板）、位图点阵2.2.2BMP文件的结构文件头信息头彩色表位图点阵（1）文件头，共14字节。在VC中用一个结构类型描述：tydefsturct{WORDbfType;//.BMP文件

7、的标志,必须为“BM”的ASC码DWORDbfSize;//.BMP文件的大小（以字节为单位）WORDbfReserved1;//保留，必须为0X0000WORDbfReserved2;//保留，必须为0X0000DWORDbfOffBits;//从文件开头到位图数据开始的字节数}BITMAPFILEHEADER;文件头信息头彩色表位图点阵（2）信息头，共40个字节。在VC中用一个结构类型描述：tydefsturct{DWORDbiSize；//本信息头占用的字节数: