第1章 图象基础知识(本科生)

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1、计算机图像处理金登男dengnank@ecust.edu.cn1第1章图像基础知识21.1数字图像与图像处理1.1.1图像一幅图像由m行×n列像素组成图像上的点通常称为像素(Pixel)3图像与像素0123RGBRGBRGBRGB012251891344图像及图像的类型彩色图像黑白灰阶图像黑白二值图像多光谱图像立体图像动态序列图像5图形与图像(1.1.2-4)比较的内容图形图像实例工程图纸照片基本元素矢量(如直线、圆和形状等图形元素)像素存储数据各个矢量的参数(属性)各个像素的灰度或颜色分量显示过

2、程逐个矢量绘制，绘制过程的长短与图形的复杂程度有关，元素愈多，时间愈长整幅图像“粘贴”，不经压缩图像的显示过程的长短与图像的复杂程度无关应用领域计算机辅助设计(CAD)、计算机动画数字图像处理、界面制作表1-2计算机图形与计算机图像的比较6图像处理的主要内容(1.1.3)图像编码专门的数据压缩技术。不失真压缩，失真有损压缩图像的增强与复原图像增强以清晰为目标，用以改善供人观看的图像的主观质量图像复原以逼真为目标，找出图像降质的原因，并尽可能消除它，使图像恢复本来面目图像分析(1)分割按灰度、颜色或

3、几何性质等把一些物体或区域加以分离(2)描述用适当的数学语言(如图论、句法、形态学等)来表示已分离区域或物体的结构与统计性质，或表示区域间的关系(3)分类7图像处理的主要内容(1.1.3)图像重建投影重建例如，利用X射线等手段取得物体的许多幅来自不同角度的投影图，再通过计算获得物体内部各层横截面的图像(CT)三维重建利用阴影、运动等图像信息恢复三维物体形状8颜色模式(1.2)彩色的特性彩色有3种特性HSV，即色调(Hue)、饱和度(Saturation)和亮度(Value、Brightness、L

4、ightness、Intensity)9色调(Hue)色调是彩色彼此相互区分的特性，如红、橙、黄、绿、蓝、紫等通常，色调用“度(°)”来表示，分别为红(0°或360°)、黄(60°)、绿(120°)、青(180°)、蓝(240°)和品红(300°)10饱和度(Saturation)饱和度是指彩色的纯洁性。可见光谱的各种单色光是最饱和的彩色。当光谱色掺入白光(灰色光)成分愈多时，就愈不饱和。通常，饱和度用百分比表示，百分比愈大，饱和度愈高11亮度(Value)彩色光的亮度愈高，人眼就愈感觉明亮，或者

5、说有较高的亮度。非彩色只有亮度的差别，而没有色调和饱和度这两种特性12颜色轮颜色轮是一个表示颜色的理想示意图，用它可以表达颜色混合的各种规律性。若把饱和度最高的光谱色依顺序围成一个圆环便构成颜色轮，每一颜色都在轮上或轮内占一确定位置，白色位于圆圈的中心。颜色愈不饱和，其位置愈靠近中心。在颜色混合时，为了推测两颜色的混合色，可以把两颜色看做是两个重量，根据二者比重的大小用计算质量重力中心的原理来确定混合色的位置。13互补色凡两颜色相混合产生白色或灰色，这两种颜色为互补色。颜色轮圆心对边的任何两种颜色

6、都是互补色，按适当比例相混时得到白色或灰色例如将黄色和蓝色按适当比例混合便产生白色或灰色。14RGB颜色模式(1.2.2)0123RGBRGBRGBRGB0122518913401230123415亮度和红、绿、蓝的关系最高强度的红、绿、蓝组合在一起产生白色等值的红、绿、蓝组合在一起产生自然的灰色阴影；低值产生深灰色，而高值则产生浅灰色。当白光的亮度用Y来表示时，它和红、绿、蓝三色光的关系(亮度公式)：Y=0.299R+0.587G+0.114B(1.2.1)此式是据NTSC(美国国家电视制式委员

7、会)电视制式推得的16调色板(1.3.3)调色板是非真彩色图像中将内存图象数据转换为显示的彩色图象上的RGB颜色数值的转换器（对照表）它能将种类较少的内存图像数据转换范围更宽的显示颜色数值3RGB0123289133446521287343251891…235465255834587251891调色板内存图象数据显示的彩色图象17调色板(1.3.3)18修改像素颜色的方法直接修改内存图像数据中的内容修改调色板的内容3RGB0123289133446521287343251891…235465255

8、834587251891调色板内存图象数据图象显示颜色19图像数据空间的计算真彩色图像每个像素占3（4）个字节一幅真彩色图像数据空间=像素个数×3（4）（字节）非真彩色图像如果图像是n色，则每个像素占log2(n)位例如256色图像每个像素占8位(一个字节)16色图像每个像素占4位，二值图像每个像素占1位一幅非真彩色图像数据空间=像素个数×每个像素所占字节非真彩色图像数据空间真彩色图像数据空间20图像文件概述(1.4)图像文件的结构(1.4.2)文件头文件头用于存放图像的各种特征参