第6讲数字图像处理技术剖析.ppt

第6讲 数字图像处理技术 一、图形与图像 二、图像的数字化 三、数字图像的文件格式 四、色彩基础 五、图像处理软件PhotoShop 一、图形与图像 1、图形（矢量图） 是以计算机指令来描述和记录画面的内容，即用数学方法来描述图形。 编辑和显示矢量图的软件为绘图软件，常用的有AutoCAD、Freehand、Illustrator、Corel Draw等。这些软件可以产生和操作矢量图的各个成分，并对矢量图的各个组成部分进行移动、缩放、叠加、旋转和扭曲等变换，而不会破坏图像的清晰度，显示时通过延时处理能看到绘图的过程。 矢量图主要用于表示线框型的图画、工程制图、美术字等。 2、图像（位图） 是由许多点排列组成的矩阵，每个点称为“像素”(Pixel)，每个像素都用若干个二进制位来描述该点的颜色、亮度等信息。 图像一般是指由摄像机或扫描仪等输入设备捕捉的实际场景画面。根据表现颜色的数目，可以分为二值图、彩色图等。Photoshop是常用的位图处理软件。 图像适合于表现层次较多、色彩较丰富、包含大量细节的画面，占用的存储空间大，但显示速度快。 3、图形与图像的区别 二、图像的数字化 数字化是将无限的复杂多变的信息转变为可以度量的有限数字，再以数字建立起适当的数字化模型，把它们转变为一系列二进制代码，引入计算机内部，进行统一处理。 数字化将任何连续变化的输入分离为独立的单元，在计算机中用数字“0”和“1”表示。 数字转换设备获取图像的过程实质上是信号扫描和数字化的过程，它的处理步骤大体分为采样、量化、编码三个步骤。 1、采样 对连续的图像信息进行空间离散化处理，即将图像在水平方向和垂直方向上进行等间距分割，形成一个矩形网状结构。 比如将图像水平分为M个间隔，垂直分为N个间隔，则整幅图像画面被划分成M×N个矩形微小区域，这些矩形微小区域称之为像素点，整幅图像就被表示成M×N个像素构成的离散像素点集合，M×N表示图像的分辨率。 2、量化 把采样后的样本值的范围分为有限个区域，把落入某区域中的所有样本值用同一值表示，是用有限的离散数值量来代替无限的连续模拟量的一种映射操作。 量化级数：量化时所确定的离散取值个数。 量化位数：也称图像深度，量化的亮度值（或色彩值）所需的二进制位数。 3、编码 编码：把离散的像素矩阵按一定方式编成二进制编码组，所得到的图像数据按某种图像格式记录在图像文件中。 图像的分辨率越高，图像深度越深，则数字化后的图像效果越逼真，图像数据量就越大。 压缩编码技术：实现图像传输与存储的关键，常用的图像压缩编码有预测编码和变换编码。 4、数字图像性能指标 （1）分辨率 图像分辨率是指构成数字图像的像素点个数。通常，图像分辨率被表示成水平与垂直方向上的像素数量，比如640×480等。而在某些情况下，它也可以同时表示成“每英寸像素”（ppi）以及图像的长度和宽度，比如72ppi和6×5英寸。 图像分辨率越高，图像中的像素点越多，细节越丰富，但存储图像所需的空间也越大，消耗的计算机资源也越多。 下面这两幅图像的尺寸是相同的，但是分辨率精度相差很大，可以明显感到：分辨率高的图像比分辨率低的图像要清晰。 不同分辨率图像的效果对比： 图像分辨率越高，图像也就越清晰。但是，不能盲目提高分辨率。 实际上，图像分辨率的设定有一定的规则，通常： 铜版纸：300 Pixels/inch 胶板纸：200 Pixels/inch 新闻纸：150 Pixels/inch 大幅面喷绘：以90cm*120cm展板为例，100 Pixels/inch足矣。 计算机屏幕显示：72 Pixels/inch 制作图像时根据输出的需要，从一开始就要设定好所需的图像分辨率 显示分辨率又称屏幕分辨率，是指显示器屏幕上显示的像素点的数目，即水平与垂直方向的像素个数，与显示系统的硬件设备和显示模式有关。 数字图像在屏幕上的显示效果要受到图像分辨率和显示分辨率的共同影响。例如，一幅分辨率为320×240的图像，显示在分辨率为640×480的显示屏上，图像画面占据屏幕的1/4区域；如果将显示分辨率提高到1280×960，图像则只占据屏幕区域的1/16。 像素分辨率是指像素的宽和高之比，一般为1:1。如果显示设备中像素的高宽比与图像中定义的高宽比不一致，则显示的图像会出现变形。 扫描分辨率是指扫描仪在将模拟图像转换为数字图像时，单位长度内所识别的点的数目，通常单位为dpi（点/英寸）。扫描分辨率越高，转换的数字图像中像素点的数量越多，图像分辨率也越高。 打印分辨率是打印机将数字图像打印到纸张上时，单位长度内打印的点的数目，单位一般为dpi（点/英寸）。在图像分辨率足够高的前提下，打印分辨率越高，打印出的图片效果越好、越精细。 需要注意的是，分辨率的单位dpi