宋怀波第4讲：图像处理基础知识.ppt

数字图像处理 宋怀波 机械与电子工程学院 HSL模型 2.3.1 BMP文件格式 Windows中定义了两种位图文件类型：一般位图文件格式，设备无关位图文件格式。 BMP图像文件的结构可以分为如下三个部分：文件头（由位图像文件和位图信息头两部分组成），调色板数据，图像数据。 其中： 文件头的长度为固定值54个字节； 调色板数据对所有不超过256色的图像模式都需要进行设置，即使是单色图像模式也不例外。 2.3.1 位图文件头BITMAPFILEHEADER 2.3.2 位图信息头BITMAPINFOHEADER 图像文件头示例 图像文件头示例 调色板数据 2.3.5 位图数据 熵 图像的熵是衡量图像信息丰富程度的一个重要指标。根据Shannon信息论的原理，一幅图像的信息熵定义为： 平均梯度 平均梯度可以反映图像对微小细节变化的表达能力，可以用来评价图像的清晰程度。 标准差 标准差反映了图像灰度相对于图像平均灰度的离散情况，在某种程度上，标准差可以用来评价图像对比度的大小。如果标准差越大，则图像的对比度越大，图形所包含的信息也就越多。 图像的清晰度 清晰度可以反映图像对微小细节反差的表达能力，用来评价图像的清晰程度 图像的交互信息量 biClrUsed 图像文件头示例 biClrImportant 图像文件头示例 如果位图的描述还需要调色板数据，则应该在BMP文件头之后定义一个颜色表，它包含若干个表项。其中，每一个表项定义了一种颜色，Windows将其定义为如下的RGBQUAD结构： typedef tagRGBQUAD{ BYTE rgbBlue； BYTE rgbGreen； BYTE rgbRed； BYTE rgbReserved； }RGBQUAD； 注意：RGBQUAD数据结构中，增加了一个保留字段，它不代表任何意义，必须取固定值0。 若某个调色板项为 “00，00，FF，00”，则表示该点的颜色为: 纯红色， 而不是纯蓝色。 位图数据阵列记录了位图中的每一个像素值。位图数据的长度由图像尺寸、像素的位数和压缩方式等共同决定。 在生成位图文件时，Windows 从位图的左下角开始(即从左到右从下到上)逐行扫描位图，将位图的像素值一一记录下来，这些记录像素值的字节组成了位图阵列。 对于24位BMP，其像素数据由蓝绿红分量组成。 图像数据 文件头 调色板 rgbBLUE=49H rgbGREEN=3CH rgbRED=2CH rgbReserved=00H 调色板索引=CBH =203 图像数据 文件头 BLUE=85H GREEN=95H RED=95H 左下角位置 2.3 图像文件格式 2.3.2 GIF文件格式 GIF（graphic Interchange Format）是由CompuServe公司设计和开发的文件存储格式，用于存储图形，也可以用来存储256色图像，扩展名为gif。 2.3 图像文件格式 2.3.3 TIFF文件格式 TIFF（Tagged Image File Format）是相对经典、功能很强的图像文件存储格式，扩展名为tif或tiff。 2.3.4 JPEG文件格式 由（国际）联合图像专家组（Joint Photographic Experts Group）提出的静止图像压缩标准文件格式，是面向常规彩色图像及其它静止图像的一种压缩标准。扩展名为jpg或jpeg。 2.3.5 DICOM文件格式 DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine) 是医学图像文件存储格式，为各类医学图像数据的存档、传输和共享而起草和颁布的。 DICOM格式支持几乎所有的医学数字成像设备，例如CT、MR、DR、超声、内窥镜、电子显微镜等，成为现代医学图像存储传输技术和医学影像学的主要组成部分。常见扩展名为DCM。 2.3 图像文件格式 2.4 图像质量评价 2.4.1 图像质量的客观评价 2.4.2 图像质量的主观评价 2.4.1 图像质量的客观评价 归一化均方误差 峰值方均误差 2.4.1 图像质量的客观评价 f(j,k)——被变换的图像场，A——f(j,k )的最大值 等效信噪比 基本概念 图像逼真度（Fidelity）——描述被评价图像与标准图像的偏离程度 图像可懂度（Intelligibility) ——表示图像能向人或机器提供信息的能力 2.4.2 图像质量的主观评价 外行、内行 主观评价：采用目视观察和主观感觉评价