第2章数字图像处理基础课件.ppt

* 第二章 数字图像处理基础 2.1 图像文件格式 2.2 色度学基础 2.3 颜色模型 2.1 图像文件格式 数字图像有多种存储格式，每种格式一般由不同的开发商支持。随着信息技术的发展和图像应用领域的不断拓宽，还会出现新的图像格式。因此，要进行图像处理，必须了解图像文件的格式， 即图像文件的数据构成。每一种图像文件均有一个文件头， 在文件头之后才是图像数据。文件头的内容由制作该图像文件的公司决定，一般包括文件类型、文件制作者、制作时间、版本号、 文件大小等内容。各种图像文件的制作还涉及到图像文件的压缩方式和存储效率等。 2.3.1 BMP图像文件格式 第一部分为位图文件头BITMAPFILEHEADER， 它是一个结构体，其定义如下：  typedef struct tagBITMAPFILEHEADER{ WORD bfType;  DWORD bfSize;  WORD bfReserved1;  WORD bfReserved2;  DWORD bfOffBits;  } BITMAPFILEHEADER; 这个结构的长度是固定的，为14个字节（WORD为无符号16位二进制整数，DWORD为无符号32位二进制整数）。 第二部分为位图信息头BITMAPINFOHEADER，也是一个结构，其定义如下： typedef struct tagBITMAPINFOHEADER{ DWORD biSize;  LONG biWidth;  LONG biHeight;  WORD biPlanes;  WORD biBitCount;  DWORD biCompression;  DWORD biSizeImage;  LONG biXPelsPerMeter; LONG biYPelsPerMeter; DWORD biClrUsed; DWORD biClrImportant; } BITMAPINFOHEADER; 这个结构的长度是固定的，为40个字节（LONG为32位二进制整数）。其中，biCompression的有效值为BI_RGB、 BI_RLE8、 BI_RLE4、BI_BITFIELDS，这都是一些Windows定义好的常量。由于RLE4和RLE8的压缩格式用的不多，今后仅讨论biCompression的有效值为BI_RGB，即不压缩的情况。 第三部分为调色板(Palette)，当然，这里是对那些需要调色板的位图文件而言的。真彩色图像是不需要调色板的， BITMAPINFOHEADER后直接是位图数据。调色板实际上是一个数组， 共有biClrUsed个元素（如果该值为零，则有2的biBitCount次方个元素）。数组中每个元素的类型是一个RGBQUAD结构， 占4个字节，其定义如下： typedef struct tagRGBQUAD{ BYTE rgbBlue; //该颜色的蓝色分量 BYTE rgbGreen; //该颜色的绿色分量 BYTE rgbRed; //该颜色的红色分量 BYTE rgbReserved; //保留值 } RGBQUAD; 第四部分就是实际的图像数据。对于用到调色板的位图， 图像数据就是该像素颜色在调色板中的索引值，对于真彩色图像， 图像数据就是实际的R、 G、 B值。下面就2色、 16色、256色和真彩色位图分别介绍。 对于2色位图，用1位就可以表示该像素的颜色（一般0表示黑， 1表示白），所以一个字节可以表示8个像素。 对于16色位图，用4位可以表示一个像素的颜色，所以一个字节可以表示2个像素。 对于256色位图，一个字节刚好可以表示1个像素。 下面两点请读者注意：  （1） 每一行的字节数必须是4的整数倍，如果不是，则需要补齐。这在前面介绍biSizeImage时已经提到过。 （2） BMP文件的数据存放是从下到上，从左到右的。也就是说， 从文件中最先读到的是图像最下面一行的左边第一个像素， 然后是左边第二个像素， 接下来是倒数第二行左边第一个像素， 左边第二个像素。依次类推， 最后得到的是最上面一行的最右边的一个像素。  2.2 色度学基础 在前面学习灰度图像时，图像的像素值是光强， 即二维空间变量的函数f(x, y)。如果把灰度值看成是二维空间变量和光谱变量的函数