圖像處理與模式識(shí)別ImageProcessingandPatternRecognition版權(quán)所有：錢瑛圖像處理與模式識(shí)別ImageProcessingand1OutlineofLecture2人眼視覺(jué)特性色度學(xué)與彩色模型圖像的數(shù)字化數(shù)字圖像的基本類型圖像的文件格式圖像的輸入圖像的存儲(chǔ)與輸出OutlineofLecture2人眼視覺(jué)特性2人眼視覺(jué)特性人眼是一個(gè)平均半徑為20mm的球狀器官。它由三層薄膜包圍。最外層是堅(jiān)硬的蛋白質(zhì)膜，其中，位于前方的大約1／6部分為有彈性的透明組織，稱為角膜，光線從這里進(jìn)入眼內(nèi)。其余5／6為白色不透明組織，稱為鞏膜，作用是鞏固和保護(hù)整個(gè)眼球。中間一層由虹膜和脈絡(luò)膜組成。虹膜的中間有一個(gè)圓孔，稱為瞳孔。它的大小可以由連接虹膜的環(huán)狀肌肉組織來(lái)調(diào)節(jié)，以控制進(jìn)入眼睛內(nèi)部的光通量大小，其作用和照相機(jī)中的光圈一樣。最內(nèi)一層為視網(wǎng)膜，它的表面分布有大量光敏細(xì)胞。人眼視覺(jué)特性人眼是一個(gè)平均半徑為20mm的球狀器官。3除了三層薄膜，在瞳孔后面還有一個(gè)扁球形的透明水晶體。水晶體的作用如同可變焦距的一個(gè)透鏡，它的曲率可以由睫狀肌的收縮進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而使景象始終能剛好地聚焦于黃斑區(qū)。眼睛的晶狀體和普通光學(xué)透鏡之間的主要差別在于前者的適應(yīng)性強(qiáng)。用眼睛看建筑物側(cè)面的圖解，C點(diǎn)是晶狀體的光心除了三層薄膜，在瞳孔后面還有一個(gè)扁球形的透明水晶體。水4視覺(jué)低級(jí)感知層次視覺(jué)系統(tǒng)從外界獲取圖象，就是在眼睛視網(wǎng)膜上獲得周圍世界的光學(xué)成象，然后由視覺(jué)接收器(桿狀細(xì)胞和錐狀細(xì)胞在視網(wǎng)膜上作為視覺(jué)接收器)，將光圖象信息轉(zhuǎn)化為視網(wǎng)膜的神經(jīng)活動(dòng)電信息，最后通過(guò)視神經(jīng)纖維，把這些圖象信息傳送入大腦，由大腦獲得圖象感知。100m15m2.55mm17mm中心凹(成像區(qū))x/17=15/100x=2.55mm視覺(jué)低級(jí)感知層次視覺(jué)系統(tǒng)從外界獲取圖象，就是在眼睛視網(wǎng)膜上獲5視網(wǎng)膜上有桿狀細(xì)胞和錐狀細(xì)胞兩類視覺(jué)接收器：桿狀細(xì)胞(Rods)：細(xì)長(zhǎng)而薄，數(shù)量上約7500萬(wàn)～1億5000萬(wàn)，它們提供暗視，即在較低數(shù)量級(jí)亮度時(shí)的視覺(jué)響應(yīng)，其光靈敏度高。錐狀細(xì)胞(Cons)：結(jié)構(gòu)上短而粗，數(shù)量少，約600萬(wàn)～700萬(wàn)，光靈敏度較低，它們提供晝視，其響應(yīng)光亮度范圍比桿狀細(xì)胞要高5～6個(gè)數(shù)量級(jí)。在中間亮度范圍是兩種視覺(jué)細(xì)胞同時(shí)起作用。錐狀細(xì)胞集中分布在視網(wǎng)膜中心小凹里。視網(wǎng)膜上有桿狀細(xì)胞和錐狀細(xì)胞兩類視覺(jué)接收器：桿狀細(xì)胞(Rod6人類視覺(jué)系統(tǒng)在對(duì)物體的識(shí)別上有特殊強(qiáng)大的功能；但在對(duì)灰度、距離和面積的絕對(duì)估計(jì)上卻有某些欠缺；以傳感器單元的數(shù)目比較：視網(wǎng)膜包含接近1億3000萬(wàn)至1億5000萬(wàn)個(gè)光接收器，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于一般數(shù)字成像系統(tǒng)CCD片上的傳感器單元數(shù)；和它每次執(zhí)行運(yùn)算的數(shù)目比較：和計(jì)算機(jī)的時(shí)鐘頻率相比，神經(jīng)處理單元的開關(guān)時(shí)間將比之大約慢104倍；總體而言，人類的視覺(jué)系統(tǒng)還是比計(jì)算機(jī)視覺(jué)系統(tǒng)要強(qiáng)大得多。它能實(shí)時(shí)分析復(fù)雜的景物以使我們能即時(shí)的反應(yīng)。人類視覺(jué)系統(tǒng)在對(duì)物體的識(shí)別上有特殊強(qiáng)大的功能；但在對(duì)灰度、距7假設(shè)一個(gè)平面如磨砂玻璃一樣散光，被1個(gè)強(qiáng)度為I且可以變化的光源從背后照亮，1個(gè)照度增量為△I，像短促閃光一樣加在均勻照明的平面上，可使人感到平面中間像1個(gè)圓形亮點(diǎn)，如圖所示如果△I不夠亮，實(shí)驗(yàn)者沒(méi)有感知上的變化，當(dāng)△I逐步增強(qiáng)，感知上發(fā)生變化。如果50％的機(jī)會(huì)感知亮度變化，則量△I50/I為韋伯率，小的韋伯率表示可區(qū)分強(qiáng)度的小變化，有較好的亮度區(qū)分能力；大的韋伯率表示只有大的強(qiáng)度變化才能區(qū)分，有較差的亮度區(qū)分能力亮度適應(yīng)性假設(shè)一個(gè)平面如磨砂玻璃一樣散光，被1個(gè)強(qiáng)度為I且可以變化的光8人眼視覺(jué)系統(tǒng)對(duì)亮度的響應(yīng)具有對(duì)數(shù)性質(zhì)，是單調(diào)的非線性系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)證明，這一非線性接近1/3的冪指數(shù)函數(shù)。人眼通過(guò)這一對(duì)數(shù)性質(zhì)，達(dá)到寬達(dá)108的視覺(jué)亮度范圍。但在固定背景光的條件下，適應(yīng)范圍并不寬，約幾十個(gè)灰度級(jí)。眼睛對(duì)光強(qiáng)的響應(yīng)是非線性的。一塊光強(qiáng)為I+?I的小塊被背景強(qiáng)度I所包圍，則可覺(jué)察的差值?I是I的函數(shù),即對(duì)視覺(jué)敏感的是對(duì)比度，而不是亮度值本身。韋伯定理：如果一個(gè)物體的亮度與其周圍背景I有剛剛可覺(jué)察得到的差別,則它們的比值是I的函數(shù)。其在一定的亮度范圍內(nèi)，近似不變，為常數(shù)值0.02，這稱為韋伯比。即：?I/I=0.02(常數(shù))人眼視覺(jué)系統(tǒng)對(duì)亮度的響應(yīng)具有對(duì)數(shù)性質(zhì)，是單調(diào)的非線性系統(tǒng)。實(shí)9視覺(jué)范圍是指人眼所能感覺(jué)到的亮度范圍。這一范圍非常寬，大約從百分之幾cd/m2到幾百萬(wàn)cd/m2。事實(shí)上，在人眼適應(yīng)了某一平均的亮度環(huán)境之后，它能感受的亮度范圍要小得多。即使是客觀上相同的亮度，當(dāng)平均亮度不同時(shí)，主觀感覺(jué)的亮度也不相同。人眼分辨率視覺(jué)范圍是指人眼所能感覺(jué)到的亮度范圍。這一范圍非常寬，大約從10馬赫帶效應(yīng)人眼對(duì)于圖像上不同空間頻率的成分具有不同的靈敏度。視覺(jué)系統(tǒng)對(duì)空間高頻和空間低頻的敏感性較差，而對(duì)空間中頻則有較高的敏感性，因而在亮度突變處產(chǎn)生亮度過(guò)沖現(xiàn)象，這種過(guò)沖對(duì)人眼所見的景物有增強(qiáng)其輪廓的作用。每個(gè)條帶內(nèi)部的亮度是常數(shù)，但仍然有強(qiáng)烈的邊緣效應(yīng)馬赫帶效應(yīng)每個(gè)條帶內(nèi)部的亮度是常數(shù)，但仍然有強(qiáng)烈的邊緣效應(yīng)11色度學(xué)與彩色模型光波：光是一種按波長(zhǎng)輻射的電磁波。光的物理性質(zhì)：波長(zhǎng)（光速，頻率）和幅度下頁(yè)圖：可見光譜顏色視覺(jué)系統(tǒng)對(duì)可見光的感知 視網(wǎng)膜上錐狀光敏細(xì)胞：光強(qiáng)與顏色。視網(wǎng)膜上桿狀光敏細(xì)胞：光強(qiáng)。顏色度量：色調(diào)、亮度、飽和度色調(diào)——波長(zhǎng)亮度——幅度飽和度——色光的純度色度學(xué)與彩色模型光波：光是一種按波長(zhǎng)輻射的電磁波。12500600紫400700750紫藍(lán)藍(lán)藍(lán)綠綠綠黃黃橙橙紅紅350可見光0.005nm5nm350nm750nm

0.4mmγ射線χ射線紫外線紅外線無(wú)線電波0.01nm

10km電磁波波長(zhǎng)范圍很大，使人產(chǎn)生視覺(jué)，感到明亮和顏色的電磁波叫可見光。可視光區(qū)的波長(zhǎng)在400nm~700nm，當(dāng)光譜采樣限制到三個(gè)人類視覺(jué)系統(tǒng)敏感的紅、綠、藍(lán)光波段時(shí)，對(duì)這三個(gè)光譜帶的光能量進(jìn)行采樣，就可以得到一幅彩色圖像。500600紫400700750紫藍(lán)藍(lán)藍(lán)綠綠黃黃橙橙紅紅3513色調(diào)Hue:人眼感覺(jué)到物體反射或發(fā)射光波的波長(zhǎng)。色調(diào)就是顏色的分類。如七色：紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫在色譜中，色調(diào)連續(xù)變化。飽和度Saturation：指顏色的純正程度。與亮度有關(guān)：某一色調(diào)參入白光，色調(diào)不變但飽和度降低與參入其它顏色的光有關(guān)：飽和度與色調(diào)都會(huì)改變。亮度Intensity：人眼感受到的顏色的光的強(qiáng)度同一種色塊，在不同強(qiáng)度的白光照射下，反射的光波波長(zhǎng)一樣（色調(diào)相同），但人眼感覺(jué)到的顏色不同。某一顏色的光，量度很弱，趨于黑色，反之，趨于白色。色調(diào)Hue:人眼感覺(jué)到物體反射或發(fā)射光波的波長(zhǎng)。色調(diào)就是顏14彩色的表示

彩色的表示是基于TomasYoung提出的三基色原理：“任何彩色可以用合適的三種基本色混合而再生”。生理學(xué)已證明，視網(wǎng)膜中有三種視錐體，具有不同的吸收光譜，SR(λ)，SG(λ)，SB(λ)其中：λMIN≤λ≤λMAX、λMIN≈400nm、λmax≈780nm吸收光譜響應(yīng)的峰值分別在光譜的紅、綠、蘭區(qū)域。而且，吸收曲線有相當(dāng)多的部分是相互重疊的。這是三基色原理的生理基礎(chǔ)。彩色的表示彩色的表示是基于TomasYoung提出15人眼中紅綠藍(lán)錐狀體的波長(zhǎng)吸收函數(shù)人眼中紅綠藍(lán)錐狀體的波長(zhǎng)吸收函數(shù)16國(guó)際照度委員會(huì)（CIE）在1931年規(guī)定3種基本色的波長(zhǎng)為：R：700nm，G：546.1nm，B：435.8nm三基色相加混色：紅、綠、蘭三基色(RGB)三基色相減混色：黃、青、品紅(CMY)國(guó)際照度委員會(huì)（CIE）三基色相加混色：紅、綠、蘭三基色(R17設(shè)組成某種顏色C所需的三個(gè)刺激量分別用R、G、B表示每種刺激量的比例系數(shù)為r、g、b，有1931年CIE根據(jù)此原則制定了一個(gè)色度圖：舌型圖設(shè)組成某種顏色C所需的三個(gè)刺激量分別用R、G、B表示每種刺激18每一點(diǎn)對(duì)應(yīng)一種顏色邊界點(diǎn)代表純顏色任意兩點(diǎn)連線表示線上的顏色可由兩點(diǎn)顏色混合形成任意三點(diǎn)形成的三角形內(nèi)的顏色可由三點(diǎn)顏色混合形成每一點(diǎn)對(duì)應(yīng)一種顏色19R、G、B各用一個(gè)字節(jié)可表示：28x28x

28=1677萬(wàn)色RGB全為1為白色RGB全為0為黑色RGB數(shù)值相等為灰色RGB哪個(gè)數(shù)值大就偏向哪種顏色RGBR、G、B各用一個(gè)字節(jié)可表示：RGB20彩色模型也稱為彩色空間或彩色系統(tǒng)，是描述色彩的一種方法。目前表達(dá)顏色的彩色模型有許多種，它們是根據(jù)不同的應(yīng)用目的而提出的。在數(shù)字圖像處理中，實(shí)際上最常用的彩色模型是RGB（紅、綠、藍(lán)）模型，HSI（色調(diào)、飽和度、亮度）模型。前者主要用于彩色顯示器和彩色視頻攝像機(jī)；后者則更符合人類描述和解釋顏色的方式。彩色模型

彩色模型也稱為彩色空間或彩色系統(tǒng)，是描述色彩的一種方法。目前21在RGB模型中，每種顏色出現(xiàn)在紅、綠、藍(lán)的原色光譜分量中，這個(gè)模型基于笛卡爾坐標(biāo)系統(tǒng)。圖中R、G、B位于3個(gè)角上；青、深紅和黃位于另外三個(gè)角上，黑色在原點(diǎn)處，白色位于RGB彩色模型

離原點(diǎn)最遠(yuǎn)的角上。在該模型中，灰度等級(jí)沿著主對(duì)角線從原點(diǎn)的黑色到點(diǎn)（1，1，1）的白色分布。

黃(1,1,0)黑(0,0,0)綠(0,1,0)青(0,1,1)藍(lán)(0,0,1)品紅(1,0,1)白(1,1,1)紅(1,0,0)在RGB模型中，每種顏色出現(xiàn)在紅、綠、藍(lán)的原色光譜分量中，這22彩色模型彩色模型23HSI(Hue,Saturation,Intensity)顏色空間HSI能減少彩色圖像處理的復(fù)雜性。合乎人對(duì)彩色的認(rèn)識(shí)：色彩：色調(diào)、飽和度亮度：非彩色屬性，對(duì)應(yīng)黑白圖像的灰度。HSI(Hue,Saturation,Intensity24HIS彩色模型——雙三棱錐模型形(74年)這種彩色系統(tǒng)格式的設(shè)計(jì)反映了人類觀察彩色的方式。如：紅色又分為淺紅和深紅色等等。I：雙三棱錐中心線；表示光照強(qiáng)度或稱為亮度，它確定了像素的整體亮度，而不管其顏色是什么。H：表示色度，由角度表示。反映了該顏色最接近什么樣的光譜波長(zhǎng)。0o為紅色，120o為綠色，240o為藍(lán)色。0o到240o覆蓋了700nm~435.8nm的可見光譜顏色，240o到360o是400nm~435.8nm的可見光譜顏色。S：飽和度，飽和度參數(shù)是沿雙棱錐中心線垂直方向到彩色點(diǎn)的長(zhǎng)度。在雙棱錐的外表面是純的或稱飽和的顏色，其飽和度值為1。在中心是中性(灰色)影調(diào)，即飽和度為0。HIS彩色模型——雙三棱錐模型形(74年)這種彩色系統(tǒng)格式的25HIS彩色模型HIS彩色模型26彩色模型之間的轉(zhuǎn)換RGB到HSI的彩色變換：彩色模型之間的轉(zhuǎn)換RGB到HSI的彩色變換：27HSI到RGB的轉(zhuǎn)換：

由HIS到RGB的轉(zhuǎn)化公式有些不同，它取決于要轉(zhuǎn)換的點(diǎn)落在原始色所分割的哪個(gè)扇區(qū)。HSI到RGB的轉(zhuǎn)換：28色度學(xué)與彩色模型RGB模型HIS模型色度學(xué)與彩色模型RGB模型HIS模型29圖像的數(shù)字化一幅圖像實(shí)際上記錄的是物體輻射能量的空間分布，這個(gè)分布是空間坐標(biāo)、時(shí)間和波長(zhǎng)的函數(shù)，即:I=(x,y,z,λ,t)。當(dāng)一幅圖像為平面單色靜止圖像時(shí)，空間坐標(biāo)變量z,波長(zhǎng)λ和時(shí)間變量t可以從函數(shù)中去除，一幅圖像可以用二維函數(shù)f(x,y)來(lái)表示:f(x,y)=i(x,y)r(x,y)

這里0<i(x,y)<0<r(x,y)<1

反射分量限制在0和1之間。i(x,y)的性質(zhì)取決于照射源，而r(x，y)取決于成像物體的特性。圖像的數(shù)字化一幅圖像實(shí)際上記錄的是物體輻射能量的空間分布，這30數(shù)字圖像可以理解為對(duì)二維函數(shù)f(x，y)進(jìn)行采樣和量化(即離散處理)后得到的圖像，因此，通常用二維矩陣來(lái)表示一幅數(shù)字圖像。將一幅圖像進(jìn)行數(shù)字化的過(guò)程就是在計(jì)算機(jī)內(nèi)生成一個(gè)二維矩陣的過(guò)程。數(shù)字化過(guò)程包括三個(gè)步驟：掃描、采樣和量化。數(shù)字圖像可以理解為對(duì)二維函數(shù)f(x，y)進(jìn)行采樣和量化(即離31采樣

采樣（Sampling）:對(duì)圖像空間坐標(biāo)的離散化，它決定了圖像的空間分辨率。用一個(gè)網(wǎng)格把待處理的圖像覆蓋，然后把每一小格上模擬圖像的各個(gè)亮度取平均值，作為該小方格中點(diǎn)的值；或者把方格的交叉點(diǎn)處模擬圖像的亮度值作為該方格交叉點(diǎn)上的值。

圖像的采樣采樣采樣（Sampling）:對(duì)圖像空間坐標(biāo)的離散化，它決32分辨率

分辨率

是指映射到圖像平面上的單個(gè)像素的景物元素的尺寸。

單位：像素/英寸，像素/厘米

（如：掃描儀的指標(biāo)300dpi）

或者是指要精確測(cè)量和再現(xiàn)一定尺寸的圖像所必需的像素個(gè)數(shù)。

單位：像素*像素

（如：數(shù)碼相機(jī)指標(biāo)30萬(wàn)像素（640*480））分辨率分辨率是指映射到圖像平面上的單個(gè)像素的景物元素33常用的幾種分辨率屏幕分辨率（screenresolution）

也稱光柵分辨率，CRT在水平和垂直方向上能顯示的最大光點(diǎn)數(shù)。顯示分辨率（displayresolution）

計(jì)算機(jī)顯示控制器所能提供的顯示模式。圖象分辨率（imageresolution）每英寸圖象含有多少個(gè)象素點(diǎn)。圖象尺寸大小、圖象分辨率、圖象文件大小常用的幾種分辨率屏幕分辨率（screenresolutio34分辨率（續(xù)）位分辨率（bitsresolution）

也稱位深，用來(lái)衡量每個(gè)象素存儲(chǔ)的信息位數(shù)。如2位、8位、24位。輸出分辨率（outputresolution）

打印機(jī)等輸出設(shè)備每英寸所產(chǎn)生的點(diǎn)數(shù)（dpi)。分辨率（續(xù)）位分辨率（bitsresolution）35以多大的采樣間隔進(jìn)行采用為好？以多大的采樣間隔進(jìn)行采用為好？36取樣與量化點(diǎn)陣采樣的數(shù)學(xué)描述取樣與量化點(diǎn)陣采樣的數(shù)學(xué)描述37取樣與量化點(diǎn)陣采樣的的耐奎斯特準(zhǔn)則vc、uc為截止頻率取樣與量化點(diǎn)陣采樣的的耐奎斯特準(zhǔn)則vc、uc為截止頻率38量化把采樣后所得的各像素灰度值從模擬量到離散量的轉(zhuǎn)換稱為圖像灰度的量化。量化是對(duì)圖像幅度坐標(biāo)的離散化，它決定了圖像的幅度分辨率。量化把采樣后所得的各像素灰度值從模擬量到離散量的轉(zhuǎn)換稱為圖像39量化的方法包括：分層量化、均勻量化和非均勻量化。分層量化是把每一個(gè)離散樣本的連續(xù)灰度值只分成有限多的層次。均勻量化是把原圖像灰度層次從最暗至最亮均勻分為有限個(gè)層次，如果采用不均勻分層就稱為非均勻量化。量化的方法包括：分層量化、均勻量化和非均勻量化。40(a)量化(b)量化為8bit量化示意圖(a)量化(b41(a)256級(jí)灰度圖象(b)子圖(c)子圖對(duì)應(yīng)的量化數(shù)據(jù)圖像量化實(shí)例(a)(b)(c)(a)256級(jí)灰度圖象圖像量化實(shí)例(a)(b)(c)42對(duì)一幅圖像，當(dāng)量化級(jí)數(shù)一定時(shí)，采樣點(diǎn)數(shù)對(duì)圖像質(zhì)量有著顯著的影響。采樣點(diǎn)數(shù)越多，圖像質(zhì)量越好；當(dāng)采樣點(diǎn)數(shù)減少時(shí)，圖上的塊狀效應(yīng)就逐漸明顯。當(dāng)圖像的采樣點(diǎn)數(shù)一定時(shí)，采用不同量化級(jí)數(shù)的圖像質(zhì)量也不一樣。量化級(jí)數(shù)越多，圖像質(zhì)量越好，當(dāng)量化級(jí)數(shù)越少時(shí)，圖像質(zhì)量越差。量化級(jí)數(shù)最小的極端情況就是二值圖像，圖像會(huì)出現(xiàn)假輪廓。采樣點(diǎn)數(shù)和量化級(jí)數(shù)的關(guān)系：對(duì)一幅圖像，當(dāng)量化級(jí)數(shù)一定時(shí)，采樣點(diǎn)數(shù)對(duì)圖像質(zhì)量有著顯著的影43

(a)采樣點(diǎn)256×256時(shí)的圖像(b)采樣點(diǎn)64×64時(shí)的圖像(c)采樣點(diǎn)32×32時(shí)的圖像(d)采樣點(diǎn)16×16時(shí)的圖像

采樣點(diǎn)數(shù)與圖像質(zhì)量之間的關(guān)系(a)(b)(c)(d)

采樣點(diǎn)數(shù)與圖像質(zhì)量之間的關(guān)系(a)(b)(c)(d)44(a)量化為2級(jí)的Lena圖像(b)量化為16級(jí)的Lena圖像(c)量化為256級(jí)的Lena圖像

量化級(jí)數(shù)與圖像質(zhì)量之間的關(guān)系(a)量化為2級(jí)的Lena圖像量化級(jí)數(shù)與圖像質(zhì)量45數(shù)字圖像的基本類型計(jì)算機(jī)一般采用兩種方式存儲(chǔ)靜態(tài)圖像：位映射（Bitmap），即位圖存儲(chǔ)模式；向量處理（Vector），也稱矢量存儲(chǔ)模式。位圖也稱為柵格圖像，是通過(guò)許多像素點(diǎn)表示一幅圖像，每個(gè)像素具有顏色屬性和位置屬性。矢量圖只存儲(chǔ)圖像內(nèi)容的輪廓部分，而不是存儲(chǔ)圖像數(shù)據(jù)的每一點(diǎn)。數(shù)字圖像的基本類型計(jì)算機(jī)一般采用兩種方式存儲(chǔ)靜態(tài)圖像：46二值圖像二值圖像也叫黑白圖像，就是圖像像素只存在0,1兩個(gè)值。二進(jìn)制的lenna圖像二值圖像二值圖像也叫黑白圖像，就是圖像像素只存在0,1兩個(gè)值47灰度圖像灰度圖像是包含灰度級(jí)的圖像，如64級(jí)，256級(jí)等。如當(dāng)像素灰度級(jí)用8bit表示時(shí)，每個(gè)像素的取值就是256種灰度中的一種，即每個(gè)像素的灰度值為0到255中的一個(gè)。通常，用0表示黑，255表示白，從0到255亮度逐漸增加?；叶葓D像灰度圖像是包含灰度級(jí)的圖像，如64級(jí)，256級(jí)等。48索引圖像索引圖像把像素值直接作為索引顏色的序號(hào)。根據(jù)索引顏色的序號(hào)就可以找到該像素的實(shí)際顏色。當(dāng)把索引圖像讀入計(jì)算機(jī)時(shí)，索引顏色將被存儲(chǔ)到調(diào)色板中。調(diào)色板是包含不同顏色的顏色表，每種顏色以紅，綠，藍(lán)三種顏色的組合來(lái)表示。調(diào)色板的單元個(gè)數(shù)是與圖像的顏色數(shù)一致的。256色圖像有256個(gè)索引顏色，相應(yīng)的調(diào)色板就有256個(gè)單元。索引圖像索引圖像把像素值直接作為索引顏色的序號(hào)。49RGB彩色圖像RGB圖像是一類圖像的總稱。這類圖像不使用單獨(dú)的調(diào)色板，每一個(gè)像素的顏色由存儲(chǔ)在相應(yīng)位置的紅、綠、藍(lán)顏色分量共同決定。RGB圖像是24位圖像，紅、綠、藍(lán)分量分別占用8位，理論上可以包含16M種不同的顏色。RGB彩色圖像RGB圖像是一類圖像的總稱。50數(shù)字圖像的基本文件格式每一種圖像文件均有一個(gè)文件頭，在文件頭之后才是圖像數(shù)據(jù)。文件頭的內(nèi)容一般包括文件類型、文件制作者、制作時(shí)間、版本號(hào)、文件大小等內(nèi)容。各種圖像文件的制作還涉及到圖像文件的壓縮方式和存儲(chǔ)效率等。常用的圖像文件存儲(chǔ)格式主要有BMP文件、JPG文件、PCX文件、TIFF文件以及GIF文件等。數(shù)字圖像的基本文件格式每一種圖像文件均有一個(gè)文件頭，在文件51常用圖像文件格式.BMP位圖文件（bitmap），數(shù)據(jù)量大1位：2值黑白4位：16灰度或16色8位：256灰度或256色16位：65536色（增強(qiáng)色）24位：1677萬(wàn)色（真彩色）常用圖像文件格式.BMP位圖文件（bitmap），52常用圖像文件格式.JPG用JPEG標(biāo)準(zhǔn)壓縮的圖像文件，數(shù)據(jù)量最小.GIF無(wú)損壓縮，1/2~1/4,CompuServe.TIF工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，最復(fù)雜，最靈活.PSDAdobe公司Photoshop用.PCX最早支持彩色圖像的，256色,不支持真彩色常用圖像文件格式.JPG用JPEG標(biāo)準(zhǔn)壓縮的圖像文件，53圖像的文件格式

1.GIF格式（GraphicsInterchangeFormat）GIF是美國(guó)CompuServe公司于1987年制定的格式，目的是能夠在不同平臺(tái)上交流使用，是Internet上WWW中的重要文件格式之一，支持64000像素的圖像。圖像的文件格式1.GIF格式（Gra542.BMP格式(Bitmap)BMP是一種與設(shè)備無(wú)關(guān)的圖像文件格式，它是隨微軟Windows軟件推出的一種位圖形式的圖像格式，Windows軟件的圖像資源多數(shù)以該格式存儲(chǔ)。其文件分三部分：文件頭、信息頭和圖像數(shù)據(jù)。文件頭用來(lái)說(shuō)明文件類型、實(shí)際圖像數(shù)據(jù)長(zhǎng)度和起始位置、分辨率等，信息頭是彩色映射。2.BMP格式(Bitmap)553.PCX格式PCX是E-soft公司為其圖像處理軟件PaintBrush(畫筆)配套推出的一個(gè)圖像格式，是經(jīng)過(guò)壓縮的格式，多數(shù)位圖文件都能轉(zhuǎn)換成這種格式。它包括三類文件：各種單色的PCX文件，不超過(guò)16色的彩色PCX文件，共有256種顏色的PCX文件。大多數(shù)圖像編輯軟件均能處理這種格式的文件，各種掃描儀的輸出也能生成PCX文件。3.PCX格式564.TIFF格式(TaggedImageFileFormat)TIFF也縮寫成TIF它是由原Aldus和微軟公司合作開發(fā)的用于掃描儀和桌面出版系統(tǒng)的文件格式，稱為標(biāo)記圖像文件格式。其有壓縮和不壓縮的兩種格式，以其靈活而獲得青睞，多數(shù)應(yīng)用程序都支持這種格式。５.JPG格式這是一種較新的格式，稱為JPEG文件交換格式，采用JPEG方法壓縮而成，其壓縮比高，并可在壓縮比和圖像質(zhì)量之間平衡，用最經(jīng)濟(jì)的存儲(chǔ)空間得到較好的圖像質(zhì)量。4.TIFF格式(TaggedIm57圖形／圖像的獲取與輸入１.用圖形工具軟件生成利用PaintBrush、Photoshop等圖形軟件去創(chuàng)作所需要的圖形，它們都具有大致相同的功能，能用鼠標(biāo)（或數(shù)字化儀）描繪各種形狀的圖形，并可填色、填圖案、變形、剪切、粘貼，也可標(biāo)注各種文字符號(hào)。用這種方法可以很方便地生成一些小型簡(jiǎn)單的畫面，如圖案、標(biāo)志等，設(shè)計(jì)修改都很方便，成本較低。圖形／圖像的獲取與輸入１.用圖形工具軟件生成58２.圖像掃描圖像掃描儀主要應(yīng)用在圖紙之類平面的圖像采集的場(chǎng)合，根據(jù)其外形和產(chǎn)生圖像的方式通常將其分為手持式、平板式和滾筒式等三種類型，根據(jù)其對(duì)顏色的辨別能力又分為單色、灰度和彩色三種。滾筒式掃描儀多用于輸入較大尺寸的圖像。平板式掃描儀帶有感應(yīng)窗的自動(dòng)移動(dòng)裝置，只需將掃描對(duì)象平放在掃描面板上即可，是投資較低并能獲得較高質(zhì)量圖像的較理想的選擇。手持式掃描儀造價(jià)低廉，可直接對(duì)書本雜志上的圖像進(jìn)行掃描，而不必將圖像裁剪下來(lái)，因而在MPC中使用較多。２.圖像掃描59

３.數(shù)字?jǐn)z像輸入利用電視攝像機(jī)或數(shù)字式照相機(jī)，可把照片、藝術(shù)作品甚至實(shí)際場(chǎng)景輸入計(jì)算機(jī)來(lái)產(chǎn)生一幅數(shù)字圖像。這種方式與普通照相機(jī)、錄像機(jī)相比，省去了膠片及沖洗過(guò)程，可以直接將采集的數(shù)字圖像信息保存在內(nèi)部存儲(chǔ)器中。攝像機(jī)與掃描儀的差別是：掃描儀只能輸入平面的圖像，而攝像機(jī)可以捕獲三維空間的景物，即使是輸入平面的圖像，速度也比掃描儀快。掃描儀只能輸入靜止的圖像，而攝像機(jī)既可輸入靜止圖像，也能輸入活動(dòng)圖像。３.數(shù)字?jǐn)z像輸入60攝像機(jī)的基本組成框圖攝像機(jī)的基本組成框圖61第二章-數(shù)字圖像表示及其處理ppt課件62單CCD原理

單CCD在感光點(diǎn)上加上濾鏡，只能接收三原色的其中一種色彩

單CCD原理

單CCD在感光點(diǎn)上加上濾鏡，只能接收三原色633CCD原理

3CCD機(jī)以三塊CCD分別接收紅、綠、藍(lán)三