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数字图像处理概述
Page/47本章目标了解：各种颜色空间；各种数字图像文件格式；JPEG标准；图像处理软件PhotoShop的功能和特点。理解：图像数字化的概念；色彩的基本概念和相关知识。掌握：常用图像格式的使用场合和特点；构图和色彩的美学运用技巧。应用：在实践中结合美学知识使用Photoshop的图像色彩控制、编辑区域、文字编辑、滤镜、图层等功能。Page/472.1数字图像处理概述2.1.1基本术语图像：三维世界的场景通过人的视觉感官在大脑中留下的印象。数字图像：以数字形式表示的图像。像素（Pixel）：图像的最小的完整采样 ，其定义和上下文相关位图——像素是最小的图像元素显示器——像素是最基本的显示单元数码相机——像素是光电转换元件的光敏单元图像分辨率：对一幅模拟图像采样的数量描述以像素列数与像素行数的乘积的形式表示，如1024×768以每英寸显示的像素数（pixel per inch,ppi）来表示Page/471数字图像处理概述1.1基本术语颜色深度（color depth）描述每个像素的颜色信息所需的二进制位数单位为位(bit)，所以也叫位深度(bit depth)、像素深度(pixel depth)颜色深度越高，表示的颜色越多，占用的存储空间越大，表示原来场景中的颜色越精确当彩色深度达到或高于24位时，能呈现的颜色数量已经足够多，基本上还原了自然影像，习惯上把这种图像叫做“真彩色”图像。颜色深度与颜色数量的关系，见下表——Page/471数字图像处理概述颜色深度/bit数值颜色数量颜色评价1212二值（单色）图像42416简单色图像828256基本色图像1621665 536增强色图像2422416 777 216真彩色图像322324 294 967 296真彩色图像3623668 719 476 736真彩色图像表4-1颜色深度与颜色数量的关系Page/47位图图像的最小单位是像素用于表现自然场景1.2数字图像的分类矢量图在数学上由具有方向和长度的矢量线段构成与分辨率无关Page/47●图像由基本显示单元“像素”构成图像像素点8bit (28=255色)16bit (216=65536色)24bit (224=15M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●像素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”特指图像位图图像Page/471.3数字图像处理的特点再现性好处理精度高适用面宽处理的多样性处理费时Page/471.4数字图像处理的应用航空应用星球照片的处理、飞机遥感、卫星遥感等。军事应用导弹末制导、生物特征（人脸、指纹、掌纹）识别等。农业应用运用图像遥感技术进行农业普查、森林覆盖计算、森林火灾监护等。医学应用CT、B超、血管造影、电子显微镜、X射线、远程医疗图像、γ刀等。工业应用X线控探伤、三维测量（定位、形状测量）、机器人视觉、商检等。Page/472图像的数字化三维世界的场景的视觉成像或胶片成像都是连续图像 ，即——图像中任何两点之间有无穷多个点图像颜色或亮度的变化会有无穷多个值计算机无法接收和处理连续图像图像数字化就是将连续图像离散化，即——用有限的点来组成图像每个点的颜色是有限种颜色或灰度中的一种Page/47将整幅图像在水平和垂直方向上等间距地划分为微小的矩形区域，用该区域中某个点的颜色表示该区域的颜色，这个过程称为采样 。采样量化编码采样2.1图像的数字化过程Page/47量化是将颜色取值限定在有限个整数取值范围内。在量化时所确定的离散取值个数称为量化级数。采样量化编码量化2.1图像的数字化过程Page/47将量化后的数值矩阵转化为适合计算机表示的数值矩阵的过程称为编码 。采样量化编码编码2.1图像的数字化过程上述例子的量化级数是8，0到7每个级别对应的编码为000，001，010，011，100，101，110，111Page/472.2图像颜色——单色图像根据色族的单一与否，图像分为单色图像和彩色图像两大类单色图像“二值”图像只有黑、白两色简单形式“灰度”图像具有256级灰度复杂形式单色图像用途简单形式：文本显示、木刻、版画效果的图像复杂形式：书籍用图片、报纸用图片是色族单一的图像，但并非是只有一种颜色的图像。Page/47●RGB——红、绿、蓝RGBRGBR数组—8bit表示(256阶梯)G数组—8bit表示(256阶梯)B数组—8bit表示(256阶梯)最大表示：28× 28× 28= 224= 16777216 (16.7M)当颜色深度达到或高于24 bit位时，图像的颜色数量已经足够多，基本上还原了自然影像，习惯上把这种图像叫做“真彩色”图像。2.2图像颜色——彩色图像Page/472.3图像文件的体积体积公式：D＝(W×H×C)／8不压缩的数字图像，已知其图像分辨率和颜色深度Ｄ表示图像文件的数据量，以字节（Byte）为单位W×H表示图像的分辨率C是颜色深度/8表示将二进制位（bit）转换成字节（Byte）例题：计算分辨率为1024×768的24位真彩色图像在不压缩的情况下的图像文件体积。D＝1024×768×24／8＝2 359 296 B=2304 KB=2.25 MBPage/472.4图像的获取利用设备进行模数转换数字图像数码相机PCD、JPG格式从光盘图像库或互联网上获取利用软件的抓图功能从计算机上获取图像

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