数字图像处理入门指导.pdf

第 1 章 Windows 位图和调色板 1.1 位图和调色板的概念 如今 Windows(3.x 以及95，98，NT)系列已经成为绝大多数用户使用的操作系统，它比 DOS 成功的一个重要因素是它可视化的漂亮界面。那么 Windows 是如何显示图象的呢？这就要 谈到位图(bitmap) 。 我们知道，普通的显示器屏幕是由许许多多点构成的，我们称之为象素。显示时采用扫描的 方法：电子枪每次从左到右扫描一行，为每个象素着色，然后从上到下这样扫描若干行，就 扫过了一屏。为了防止闪烁，每秒要重复上述过程几十次。例如我们常说的屏幕分辨率为 640×480，刷新频率为 70Hz，意思是说每行要扫描 640 个象素，一共有 480 行，每秒重复扫 描屏幕 70 次。 我们称这种显示器为位映象设备。所谓位映象，就是指一个二维的象素矩阵，而位图就是采 用位映象方法显示和存储的图象。举个例子，图 1.1 是一幅普通的黑白位图，图 1.2 是被放 大后的图，图中每个方格代表了一个象素。我们可以看到：整个骷髅就是由这样一些黑点和 白点组成的。 图 1.1 骷髅 图 1.2 放大后的骷髅位图 那么，彩色图是怎么回事呢？ 我们先来说说三元色 RGB 概念。 我们知道，自然界中的所有颜色都可以由红、绿、蓝(R，G，B)组合而成。有的颜色含有红 色成分多一些，如深红；有的含有红色成分少一些，如浅红。针对含有红色成分的多少，可 以分成0 到 255 共 256 个等级，0 级表示不含红色成分；255 级表示含有 100%的红色成分。 同样，绿色和蓝色也被分成256 级。这种分级概念称为量化。 这样，根据红、绿、蓝各种不同的组合我们就能表示出 256×256×256 ，约 1600 万种颜色。 这么多颜色对于我们人眼来说已经足够丰富了。 表 1.1 常见颜色的 RGB 组合值 颜色 R G B 红 255 0 0 蓝 0 255 0 绿 0 0 255 黄 255 255 0 紫 255 0 255 青 0 255 255 白 255 255 255 黑 0 0 0 灰 128 128 128 你大概已经明白了，当一幅图中每个象素赋予不同的 RGB 值时，能呈现出五彩缤纷的颜色 了，这样就形成了彩色图。的确是这样的，但实际上的做法还有些差别。 让我们来看看下面的例子。 有一个长宽各为 200 个象素，颜色数为 16 色的彩色图，每一个象素都用 R 、G、B 三个分 量表示。因为每个分量有 256 个级别，要用 8 位(bit)，即一个字节(byte)来表示，所以每个 象素需要用 3 个字节。整个图象要用 200×200×3 ，约 120k 字节，可不是一个小数目呀！如 果我们用下面的方法，就能省的多。 因为是一个 16 色图，也就是说这幅图中最多只有 16 种颜色，我们可以用一个表：表中的每 一行记录一种颜色的 R 、G、B 值。这样当我们表示一个象素的颜色时，只需要指出该颜色 是在第几行，即该颜色在表中的索引值。举个例子，如果表的第 0 行为 255 ，0，0(红色) ， 那么当某个象素为红色时，只需要标明 0 即可。 让我们再来计算一下：16 种状态可以用 4 位(bit)表示，所以一个象素要用半个字