5.2圖像與圖形5.2.1

數(shù)字圖像的獲取5.2.2圖像的表示與壓縮編碼5.2.3

數(shù)字圖像處理與應(yīng)用5.2.4計(jì)算機(jī)圖形5.2.1

數(shù)字圖像的獲取圖像的獲取過程掃描模擬圖像取樣取樣取樣數(shù)字圖像分色量化量化量化從現(xiàn)實(shí)世界中獲得數(shù)字圖像的過程稱為圖像的“獲取”常用的圖像獲取設(shè)備：掃描儀、數(shù)碼相機(jī)、攝像頭、攝像機(jī)等圖像獲取過程：將畫面劃分為M×N個(gè)網(wǎng)格，每個(gè)網(wǎng)格稱為一個(gè)取樣點(diǎn)將彩色圖像取樣點(diǎn)的顏色分解成R，G，B三個(gè)基色測量每個(gè)取樣點(diǎn)的每個(gè)分量（基色）的亮度值對(duì)取樣點(diǎn)每個(gè)分量的亮度值進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，使用數(shù)字整型量表示

5.2.2圖像的表示與壓縮編碼數(shù)字(取樣)圖像的組成數(shù)字取樣圖像由M(列)×N(行)個(gè)取樣點(diǎn)組成取樣點(diǎn)是組成數(shù)字取樣圖像的基本單位，稱為“像素”彩色圖像的像素通常由3個(gè)彩色分量組成灰度圖像和黑白圖像的像素只包含1個(gè)亮度分量Red分量Green分量Blue分量像素復(fù)習(xí)：黑白圖象的表示黑白圖像黑白圖像的每個(gè)像素只有一個(gè)分量，且只用1個(gè)二進(jìn)位表示，其取值僅“0”(黑)和“1”(白)兩種例1：灰度圖象的表示灰度圖像灰度圖像的每個(gè)像素也只有一個(gè)分量，一般用8～12個(gè)二進(jìn)位表示，其取值范圍是：0～2n-1，可表示2n個(gè)不同的亮度例2：彩色圖象的表示藍(lán)色分量綠色分量紅色分量彩色圖像的每個(gè)像素有三個(gè)分量，分別表示三個(gè)基色的亮度，假設(shè)3個(gè)分量分別用n,m,k個(gè)二進(jìn)位表示，則可表示2n+m+k種不同的顏色數(shù)字(取樣)圖像的主要參數(shù)圖像大小（圖像分辨率）：用來表示組成該圖像的行列數(shù)目，亦即圖像所包含的像素?cái)?shù)目使用水平分辨率x垂直分辨率表示對(duì)圖像清晰度和在屏幕上顯示出來的大小有影響顏色空間的類型，指彩色圖像所使用的顏色描述方法，如：RGB(紅、綠、藍(lán))模型，顯示器使用CMYK(青、品紅、黃、黑)模型，彩色打印機(jī)使用HSB(色彩、飽和度、亮度)模型，用戶界面中使用YUV(亮度、色度)模型，彩色電視信號(hào)傳輸時(shí)使用像素深度，即像素的所有顏色分量的二進(jìn)位數(shù)目之和圖像類型像素的組成像素深度(位數(shù))顏色空間單色圖像黑白圖像僅1個(gè)分量1位不使用灰度圖像僅1個(gè)分量2～12位不使用彩色圖像彩色圖像3個(gè)分量以上8～36位RGB，CMY，YUV等舉例：分辨率與圖像尺寸的關(guān)系520x376260x188130x94在顯示比例相同時(shí)，顯示在屏幕上的圖像尺寸與圖像分辨率成正比數(shù)字圖像的數(shù)據(jù)量數(shù)字圖像數(shù)據(jù)量的計(jì)算公式（以字節(jié)為單位）：

數(shù)據(jù)量=水平分辨率×垂直分辨率×像素深度／8

幾種常用格式的圖像的數(shù)據(jù)量：圖像大小8位(256色)16位(65536色)24位(真彩色)640×480300KB600KB900KB1024×768768KB1.5MB2.25MB1280×10241.25MB2.5MB3.75MB壓縮之后數(shù)字圖像的數(shù)據(jù)量計(jì)算（以字節(jié)為單位）：數(shù)據(jù)量=(水平分辨率×垂直分辨率×像素深度/8)/壓縮比數(shù)字圖像的數(shù)據(jù)壓縮圖像數(shù)據(jù)壓縮的必要性：節(jié)省存儲(chǔ)數(shù)字圖像所需要的存儲(chǔ)器容量提高圖像的傳輸速度，減少通信費(fèi)用

圖像數(shù)據(jù)壓縮的可能性：數(shù)字圖像中有大量的數(shù)據(jù)冗余人眼視覺有局限性，允許圖像有一些失真圖像數(shù)據(jù)壓縮的兩種類型：無損壓縮：用壓縮后的數(shù)據(jù)還原出來的圖像沒有任何誤差有損壓縮：用壓縮后的數(shù)據(jù)還原出來的圖像有一定的誤差壓縮編碼方法的評(píng)價(jià)壓縮倍數(shù)的高低（壓縮比大小）重建圖像的質(zhì)量（有損壓縮時(shí)）壓縮算法的復(fù)雜程度數(shù)字圖像的常用文件格式常用的圖像文件格式有：名稱壓縮編碼方法性質(zhì)典型應(yīng)用開發(fā)公司(組織)BMPRLE(行程長度編碼)無損Windows應(yīng)用程序MicrosoftTIFRLE,LZW(字典編碼)無損桌面出版Aldus，MicrosoftGIFLZW無損因特網(wǎng)CompuServeJPEGDCT(離散余弦變換)，Huffman編碼大多數(shù)為有損因特網(wǎng),數(shù)碼相機(jī)等ISO/IECPNGLZ77派生的壓縮算法無損因特網(wǎng)等W3C不同的圖象文件格式采用了不同的數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)和數(shù)據(jù)組織方法，適合不同的應(yīng)用!圖像文件格式例1：BMP格式BMP圖像格式是Windows操作系統(tǒng)下使用的一種標(biāo)準(zhǔn)圖像格式支持單色、16色、256色、真彩色圖像一個(gè)文件一幅圖像，可以進(jìn)行無損壓縮，也可不壓縮非壓縮的BMP文件是一種通用的圖像文件格式，幾乎所有Windows應(yīng)用軟件都能支持圖像文件格式例2：GIF圖像顏色數(shù)目不超過256色，適合用作插圖、剪貼畫等色彩數(shù)要求不高的場合，文件特別小，適合網(wǎng)絡(luò)傳輸GIF圖像格式具有累進(jìn)顯示功能，適合網(wǎng)絡(luò)瀏覽器觀看GIF圖像格式能支持透明背景（JPEG不支持）GIF圖像格式能支持動(dòng)畫透明背景缺點(diǎn):不適合真彩色圖片圖像文件格式例3：JPEG圖像JPEG是靜止圖像數(shù)據(jù)壓縮編碼的國際標(biāo)準(zhǔn)，采用JPEG標(biāo)準(zhǔn)的圖像文件擴(kuò)展名是.jpgJPEG特別適合各種連續(xù)色調(diào)的彩色或灰度圖像，在計(jì)算機(jī)和數(shù)碼相機(jī)中已得到廣泛應(yīng)用JPEG的最新標(biāo)準(zhǔn)是JPEG2000（圖像文件擴(kuò)展名是.jp2），它采用更先進(jìn)的技術(shù)，可取得更好的效果，目前在醫(yī)學(xué)圖像處理中使用5.2.3數(shù)字圖像處理與應(yīng)用數(shù)字圖象處理：目的與內(nèi)容目的：(1)提高圖像的視覺質(zhì)量(2)恢復(fù)與重建有失真和畸變的圖像(3)圖像分析，包括：圖像的分類、識(shí)別和理解等(4)圖像數(shù)據(jù)的變換、編碼和數(shù)據(jù)壓縮(5)圖像的存儲(chǔ)、管理與檢索(6)圖像內(nèi)容與知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)

內(nèi)容：去噪、增強(qiáng)、復(fù)原、分割、提取特征、壓縮、存儲(chǔ)、檢索等Word和PowerPoint的圖像編輯功能

圖片編輯舉例(外形修改)縮小壓扁放大拉長原始圖片Word和PowerPoint的圖像編輯功能

圖片編輯舉例(裁剪與旋轉(zhuǎn))旋轉(zhuǎn)90度裁剪底部裁剪左部旋轉(zhuǎn)任意角度原始圖片Word和PowerPoint的圖像編輯功能

圖片編輯舉例(圖像屬性修改)增加對(duì)比度降低對(duì)比度增加亮度降低亮度灰度圖片黑白圖片原始圖片圖像去噪去噪之后的圖像有噪聲的圖像圖像增強(qiáng)增強(qiáng)前的圖像增強(qiáng)后的圖像圖像恢復(fù)陳舊的老照片恢復(fù)后的照片摳圖場景合成圖像分割與識(shí)別原始圖像戒指健身圈手分割后進(jìn)行識(shí)別原始圖像分割成若干部