多媒体技术第二章探讨.ppt

第二章 图像处理技术 2.1图像的数据表示 人眼能识别的自然景象或图像源是一种模拟信号，为了使计算机能够记录和处理图像，必须首先使其数字化。 数字化后的图像成为数字图像。数字图像可以定义为一个二维函数f(x,y)，其中x 和y是空间坐标，在(x,y)坐标处的幅度值f称为图像在该点坐标的强度或灰度值，该值的大小由图像本身决定。 2.1.1数字图像的基本参数 一、分辨率 经常遇到的分辨率有两种：显示分辨率和图像分辨率。 1、显示分辨率 指显示屏上能够显示出的像素数目。例如，显示分辨率为640*480表示显示屏分成480行，每行显示640个像素，整个显示屏就含有640*480=307200个显像点。 屏幕能够显示的像素越多，说明设备的分辨率越高，显示的图像质量也越高。 2、图像分辨率 图像分辨率是指组成一幅图像的像素密度的度量方法。对于同样大小的一幅图，如果组成该图的图像像素越多，则说明图像的分辨率越高，看起来越逼真。 二、图像深度与颜色类型 1、图像深度 是指存储每个像素所用的位数，图像深度决定了彩色图像的每个像素可能有的颜色数，或者确定灰度图像的每个像素可能有的灰度等技术。 例：深度为1位的图像只能有两种颜色（一般为白色或黑色）。对于彩色图像，每个像素用RGB三个分量表示，若每个分量用8位，那么一个像素共用24位，每个像素可以是224=16 777 216种颜色中的一种。 表示一个像素的位数越多，它能表达的颜色数目就越多，它的图像深度就越深。 2、颜色类型 图像深度与颜色的映射关系主要有真彩色、伪彩色和直接色三种。即在最常用的RGB颜色空间中，颜色类型可以划分为真彩色，伪彩色和直接色三种。 （1）真彩色：图像中的每个像素值都分成R、G、B三个基色分量，每个基色分量直接决定其基色的强度，这样得到的颜色可以反映原图的真实颜色。 图像的深度是8*3=24，图像可容纳28 *28* 28 =16M种。 （2）伪彩色 伪彩色图像的每个像素值实际上是一个索引值或代码，该代码值作为颜色查找表中某一项的入口地址，根据该地址可查找出包含实际R、G、B的强度值。 彩色查找表是一个事先做好的表。例如：256种颜色的查找表，0号索引对应黑色，。。，255号对应白色。 （3）直接色 直接色的获取是通过每个像素点的RGB分量分别作为单独的索引值进行变换，经相应的颜色变换表找出各自的基色强度，用变换后的RGB强度值产生的颜色。 直接色与伪彩色相比，相同之处是都采用查找表，不同之处是前者对RGB分量分别进行查找变换，后者是把整个像素当作查找的索引进行查找变换。 直接色与真彩色相比，相同之处是都采用R,G,B分量来决定基色强度，不同之处是前者的基色强度是有R,G,B经变换得到的，后者是直接用R,G,B决定。 3、显示深度 显示深度：缓存中记录屏幕上一个点的位数，也即显示器可以显示的颜色数。 显示深度和图像深度的关系： （1）显示深度大于图像深度： 显示的颜色完全取决于图像的颜色定义。 （2）显示深度等于图像深度： 可能较真实地反映图像文件的颜色效果，也有可能会出现失真。 （3）显示深度小于图像深度： 显示的颜色会出现失真。 4、图像数据的容量 图像数据量 ＝图像的总像素×图像深度 / 8 （Byte） 一幅640×480、真彩色的图像， 文件大小约为： 640×480×24/ 8 ≈1 M (Bytes) 2.1.2 图像数据冗余的基本概念 图像数据的数据量是相当大的，但这些数据量并不完全等于它们所携带的信息量。 数据量中有多余的数据称为冗余。 信息量与数据量的关系可表示为： 图像冗余的类型有以下几种： （1）空间冗余：像素采样没有利用景物表面颜色的空间连贯性，从而产生的冗余，是静态图像存在的最主要的一种数据冗余。 （2）信息熵冗余：数据包含的信息量少于数据本身。 （3）结构冗余：图像表面存在着非常强的纹理结构，图像的像素值存在着明显的分布模式。 （4）知识冗余：对图像的理解与某些基础知识有相当大的相关性 。 （5）视觉冗余： 1）人类视觉系统对亮度的敏感度远远高于对色彩度的敏感度； 2）随着亮度的增加，视觉系统对量化误差的敏感度降低。在高亮度区，灰度值的量化可以更粗糙点。 3）人眼的视觉系统把图像的边缘和非边缘区域分开来处理。边缘地区是灰度值剧烈变化的