图像处理基础知识

1、图像处理基础知识图像处理基础知识上一页下一页回目录1、位图和矢量图、位图和矢量图位图：亦称为点阵图像或绘制图像，是由称作像素(图片元素)的单个点组成的。这些点可以进行不同的排列和染色以构成图样。当放大位图时，可以看见赖以构成整个图像的无数单个方块。扩大位图尺寸的效果是增大单个像素，从而使线条和形状显得参差不齐。然而，如果从稍远的位置观看它，位图图像的颜色和形状又显得是连续的。上一页下一页回目录矢量图：是用一系列计算指令来表示的图，因此矢量图是用数学方法描述的图，本质上是很多个数学表达式的编程语言表达。根据几何特性来绘制图形，矢量可以是一个点或一条线，矢量图只能靠软件生成 。与分辨率无关。 1、

2、位图和矢量图、位图和矢量图上一页下一页回目录矢量图和位图区别矢量图和位图区别 l矢量图以几何图形居多，图形可以无限放大，不变色、不模糊。常用于图案、标志、VI、文字等设计。常用软件有：Coreldraw、Illustrator、Freehand、XARA等。 位图是象素集合，又称光栅图，一般用于照片品质的图像处理，是由许多像小方块一样的像素组成的图形。由像素的位置与颜色值表示，能表现出颜色阴影的变化。l简单说，位图就是以无数的色彩点组成的图案，当你无限放大时你会看到一块一块的像素色块，效果会失真。常用于图片处理、影视婚纱效果图等，象常用的照片，扫描，数码照片等，常用的工具软件PHOTOSHOP

3、，PAINTER等。1、位图和矢量图、位图和矢量图上一页下一页回目录2、常见的图像文件格式、常见的图像文件格式lPNG格式：格式：使用无损压缩，画质好，背景或任何一种颜色可以透明化。不支持动画应用效果。 lGIF格式：格式：适合色彩简单的图片，背景或任何一种颜色可以透明化，可以做成逐帧动画。 lJPEG格式格式 ；画面色彩比较丰富时，文件体积较小。不支持透明图像、不支持动画应用效果。 lBMP格式格式 ：BMP是英文Bitmap（位图）的简写，它是Windows操作系统中的标准图像文件格式，能够被多种Windows应用程序所支持。 lTIFF格式 ：是一种比较灵活的图像格式，支持256色、24

4、位真彩色、32位色、48位色等多种色彩位，文件体积较大 。lPDF格式格式 ：支持矢量图形，可无损放大打印，Adobe Acrobat Professional 和常用的作图软体如 Photoshop 、Illustrator 都可编辑PDF格式。纽约摄影教材01.pdf lWMF格式格式 ：它们是属于矢量类图形，是由简单的线条和封闭线条（图形）组成的矢量图，其主要特点是文件非常小，可以任意缩放而不影响图像质量。 常见的图像文件格式常见的图像文件格式上一页下一页回目录图像的像素图像的像素图像是像素图像是像素的二维排列的二维排列y yx x 数字图像由二维的元素组成，每一个元素具有一个特数字图像

5、由二维的元素组成，每一个元素具有一个特定的位置（定的位置（x,y）和幅值）和幅值f(x,y)，这些元素就称为像素。，这些元素就称为像素。3、图像的像素、图像的像素上一页下一页回目录图像像素基本属性图像像素基本属性 l像素深度 在计算机的世界里，所有的位图均是由许多的像素所构成。这些像素以矩阵的方式排列，矩阵中的每一个元素都对应图像中的一个像素，存储这个像素的颜色信息。 像素深度是指存储每个像素所用的位数。像素深度决定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级数。 l分辨率 分辨率是指每一英寸所包含的像素值，用dpi表示。分辨率越高，图像越清晰。分辨率一般分为、和

6、四种。 上一页下一页回目录图像像素基本属性图像像素基本属性 数码照片分辨率，印刷冲印照片图片的分辨率，是不同的概念。数码照片的分辨率以像素为单位的，比如说数码照片是3000X2000 像素，是指横有3000个像素，像素是一没有尺寸大小数量单位而已。冲印照片图片的分辨率dpi是个打印设置，也就是每寸有多少个墨点。同样一张图，如果设置成较低的dpi，图片就可以打印得比较大，但画质会低一些；如果设置的较高，则打印出来会小一些，但画质高。dpi可以任意修改的。 上一页下一页回目录合理设定图片的分辨率合理设定图片的分辨率 3、图像的像素、图像的像素分辨率指单位分辨率指单位打印打印长度显示的像素数目，通常

7、用像素长度显示的像素数目，通常用像素/英寸表示。英寸表示。高分辨率图像比相同尺寸低分辨率图像细腻清晰。高分辨率图像比相同尺寸低分辨率图像细腻清晰。打印用图像分辨率：普通：打印用图像分辨率：普通：200-300像素像素/英寸英寸 ； PVC卡片：卡片：600像素像素/英寸英寸网络用图像分辨率：网络用图像分辨率：72像素像素/英寸英寸 DPI和和PPI ppi :图像的采样率图像的采样率 (在图像中，每英寸所包含的像素数目在图像中，每英寸所包含的像素数目)dpi : 打印分辨率打印分辨率 (每英寸所能打印的点数，即打印精度每英寸所能打印的点数，即打印精度)例如例如:希望打印照片的尺寸是希望打印照片

8、的尺寸是4*3inch，而打印分辨率横向和竖向都，而打印分辨率横向和竖向都是是300dpi，则需要照相机采集的像素数至少为，则需要照相机采集的像素数至少为(300*4)*(300*3)=1080000像素，约一百万像素。采集的像素数过低像素，约一百万像素。采集的像素数过低会降低图像的打印质量，过高也不能提升打印质量。会降低图像的打印质量，过高也不能提升打印质量。上一页下一页回目录冲印照片数据对照表冲印照片数据对照表 3、图像的像素、图像的像素根据根据150PPI计算的数码相机计算的数码相机可冲洗最大照片可冲洗最大照片的数据对照表（英寸）的数据对照表（英寸） 500万像素万像素 有效有效4915

9、200，像素，像素2560X1920。可冲洗照片尺寸。可冲洗照片尺寸17X13400万像素万像素 有效有效3871488，像素，像素2272X1704。可冲洗照片尺寸。可冲洗照片尺寸15X11300万像素万像素 有效有效3145728，像素，像素2048X1536。可冲洗照片尺寸。可冲洗照片尺寸14X10200万像素万像素 有效有效1920000，像素，像素1600X1200。可冲洗照片尺寸。可冲洗照片尺寸11X8130万像素万像素 有效有效1228800，像素，像素1280X960。 可冲洗照片尺寸可冲洗照片尺寸9X680万像素万像素 有效有效786432， 像素像素1024X768。 可冲

10、洗照片尺寸可冲洗照片尺寸7X550万像素万像素 有效有效480000， 像素像素800X600。 可冲洗照片尺寸可冲洗照片尺寸5X430万像素万像素 有效有效307200， 像素像素640X480。 可冲洗照片尺寸可冲洗照片尺寸4X3上一页下一页回目录 图像的图像的量化量化与数字图像的质量与数字图像的质量256灰度级灰度级16灰度级灰度级8灰度级灰度级4灰度级灰度级4 、图像的数字化、图像的数字化上一页下一页回目录5、图像的质量、图像的质量16个层次的图像个层次的图像256个层次的图像个层次的图像 64个层次的图像个层次的图像上一页下一页回目录5、图像的质量、图像的质量上一页下一页回目录5、图

11、像的质量、图像的质量与清晰度相关的主要因素与清晰度相关的主要因素 模糊模糊 对比度对比度 颜色饱和度颜色饱和度 亮度亮度 图像尺寸大小图像尺寸大小上一页下一页回目录5、图像的质量、图像的质量模模 糊糊上一页下一页回目录5、图像的质量、图像的质量对比度对比度是指一幅图像中灰是指一幅图像中灰度反差的大小度反差的大小对比度对比度 = 最大亮度最大亮度/最小亮最小亮度度上一页下一页回目录5、图像的质量、图像的质量颜色饱和度颜色饱和度上一页下一页回目录5、图像的质量、图像的质量亮亮 度度上一页下一页回目录5、图像的质量、图像的质量图像尺寸大小图像尺寸大小上一页下一页回目录5、图像的质量、图像的质量图像保

12、存大小直接决定图像质量图像保存大小直接决定图像质量拍摄照片的压缩率不同：最常用的文件格式为JPEG格式，它使用了有损压缩方法。相机提供三种：正常：好：极佳不同的图像质量级别。较高的压缩率只能得到较低的图像质量。保存文件时有图像选项:品质有4个选项、12级，分别是最佳12-10 高9-7 中6-4 低3-1同样像素的照片，保存级别不同，图像质量相差较大。上一页下一页回目录6 6、图像颜色、图像颜色1颜色的形成 人眼能够根据不同波长的光分辨颜色。太阳光所代表的白色光，包含了可见光光谱范围内的所有颜色。2颜色的三要素饱和度：饱和度：饱和度亦即彩度，是颜色鲜艳程度的指标。当饱和度为饱和度亦即彩度，是颜

13、色鲜艳程度的指标。当饱和度为零时，只有从白到黑的明亮度差别。零时，只有从白到黑的明亮度差别。色度：色度：色度亦即色相，汇聚了不同的颜色，可根据光波的长短来色度亦即色相，汇聚了不同的颜色，可根据光波的长短来区别，其表达方式为：由红开始，转向蓝，再到绿，然后返回原区别，其表达方式为：由红开始，转向蓝，再到绿，然后返回原来的红色。来的红色。明亮度：明亮度：明亮度亦即亮度，是光作用于人眼时所引起的明亮程度明亮度亦即亮度，是光作用于人眼时所引起的明亮程度的感觉，它与被观察物体的发光强度有关。的感觉，它与被观察物体的发光强度有关。3颜色的三基色原理（加色系统和减色系统）上一页下一页回目录2.1.4 图像的

14、颜色2.1.4 图像的颜色l17世纪，牛顿通过用三棱镜研究对白光的折射发现，白光可被分解世纪，牛顿通过用三棱镜研究对白光的折射发现，白光可被分解成一系列从红到紫的连续光谱。成一系列从红到紫的连续光谱。l证明白光是由不同颜色（这些颜色不能再进一步分解）的光线相混证明白光是由不同颜色（这些颜色不能再进一步分解）的光线相混合而组成的。合而组成的。l一个物体反射的光若在所有的可见光波长范围内是平衡的，对观察一个物体反射的光若在所有的可见光波长范围内是平衡的，对观察者来说显示白色。若一个物体对有限的可见光谱范围反射，则物体者来说显示白色。若一个物体对有限的可见光谱范围反射，则物体呈现某种颜色。呈现某种颜

15、色。光谱分析光谱分析 上一页下一页回目录 可见光 无线电波 射线 X射线紫 外线 红外线 微波 超短短波中波 长波0.01nm 1nm 0.1 10 0.1cm 10cm 10m 1km 100km 电磁波谱分布 紫 蓝 青 绿 黄 橙 红 0.38 0.43 0.47 0.5 0.56 0.59 0.62 0.76(m)6 6、图像颜色、图像颜色上一页下一页回目录6 6、图像颜色、图像颜色1) RGB1) RGB模型模型 杨杨赫姆霍尔兹视觉三基色假说赫姆霍尔兹视觉三基色假说: C = R + G + B 视网膜锥体细胞感红感绿感蓝色素，对光的响应峰视网膜锥体细胞感红感绿感蓝色素，对光的响应峰

16、值分别在红、绿、蓝区，由此综合形成色觉信息。值分别在红、绿、蓝区，由此综合形成色觉信息。 CCD技术直接感知技术直接感知R,G,B三个分量三个分量 是图像成像、显示等设备的基础是图像成像、显示等设备的基础上一页下一页回目录人类感光细胞的敏感曲线人类感光细胞的敏感曲线400 450 500 550 600 650 700100806040200蓝蓝绿绿红红波长波长 （nm)光光吸吸收收特特性性%三种不同频率响应的锥细胞，各对红、绿、三种不同频率响应的锥细胞，各对红、绿、蓝具有最强的响应，彩色的识别功能蓝具有最强的响应，彩色的识别功能6 6、图像颜色、图像颜色上一页下一页回目录 CIE模型模型6

17、6、图像颜色、图像颜色上一页下一页回目录红红青青黄黄蓝蓝RGBRGB模型模型绿绿洋红洋红(0,1,0)(0,1,0)(0,0,1)(0,0,1)(1,0,0)(1,0,0)白白黑黑6 6、图像颜色、图像颜色上一页下一页回目录6 6、图像的颜色、图像的颜色 在在RGB彩色空间的原点上，任一基色均没有亮度，彩色空间的原点上，任一基色均没有亮度，即原点为黑色。三基色都达到最高亮度时则表现为白色。即原点为黑色。三基色都达到最高亮度时则表现为白色。亮度较低的等量的三种基色产生灰色的影调。所有这些亮度较低的等量的三种基色产生灰色的影调。所有这些点均落在彩色立方体的对角线上，该对角线被称为灰色点均落在彩色立

18、方体的对角线上，该对角线被称为灰色线。彩色立方体中有三个角对应于三基色线。彩色立方体中有三个角对应于三基色红、绿和蓝红、绿和蓝色。剩下的三个角对应于黄色，青色和洋红（品红）。色。剩下的三个角对应于黄色，青色和洋红（品红）。 最直接的方法是使用红，绿，蓝的亮度值，大小限定最直接的方法是使用红，绿，蓝的亮度值，大小限定到一定范围，如到一定范围，如0到到1或或0到到255。我们把这种约定称为。我们把这种约定称为RGB格式。每个像素（任何可能要量化的颜色）都能用格式。每个像素（任何可能要量化的颜色）都能用三维空间中第一象限的一个点来表示，如上页图中的彩三维空间中第一象限的一个点来表示，如上页图中的彩色

19、立方体所示。色立方体所示。 上一页下一页回目录6 6、图像的颜色、图像的颜色 不同比例的三基色光相加得到的彩色称为相加混。规律如下： 红绿黄 红蓝紫蓝绿青红蓝绿白上一页下一页回目录6 6、图像的颜色、图像的颜色加色系统（加色系统（加色法加色法）所谓加色法，就是用红、绿、蓝三原色光按不同比例相加而取得其他色彩的一种方法。一种色光与另一种特定的色光按一定比例混合，可以得到白色光。混合后产生白色光的两种色光的色，称做互补色。 减色系统（减减色系统（减色法色法）是指按黄、品红、青三原色料(如颜料、油墨)减色混合原理成色的方法。 上一页下一页回目录6 6、图像的颜色、图像的颜色lRGB颜色模式：是工业界

20、的一种颜色标准，通过对红（R）、绿（G）、蓝（B）三个颜色通道的变化以及它们相互之间的叠加来得到各式各样的颜色lCMYK颜色模式：是另一种专门针对印刷业设定的颜色标准，通过对青（C）、洋红（M）、黄（Y）、黑（K）四个颜色变化以及它们相互之间的叠加来得到各种颜色 l灰度颜色模式l位图颜色模式 l索引颜色模式 lLab 颜色模式 lHSB颜色模式 图2-4 RGB颜色模式 图2-5 CMYK颜色模式 上一页下一页回目录6 6、图像的颜色、图像的颜色上一页下一页回目录6 6、图像的颜色、图像的颜色RGB图像图像R分量图像分量图像G分量图像分量图像B分量图像分量图像上一页下一页回目录6 6、图像的颜

21、色、图像的颜色真彩色、真彩色、 伪彩色、伪彩色、 假彩色假彩色 计算机表示颜色也是用二进制。计算机表示颜色也是用二进制。16位色的发色总数是位色的发色总数是6553真真彩色，也就是彩色，也就是2的的16次方；次方；24位色被称为真彩色，它可以达到位色被称为真彩色，它可以达到人眼分辨的极限，发色数是人眼分辨的极限，发色数是1677万多色，也就是万多色，也就是2的的24次方。次方。图像显示的时候可能涉及到真彩色显示、伪彩色显示和假彩色图像显示的时候可能涉及到真彩色显示、伪彩色显示和假彩色显示等方式。显示等方式。(1) 真彩色图像真彩色图像 ( true color ) 能真实反映自然界物体本来颜色

22、的图像叫真彩色图像。能真实反映自然界物体本来颜色的图像叫真彩色图像。(2) 伪彩色图像伪彩色图像( pseudo color ) 根据一定的准则，把单色图像的不同灰度赋予不同颜色的处理为伪彩色图像处理。根据一定的准则，把单色图像的不同灰度赋予不同颜色的处理为伪彩色图像处理。 灰度到彩色的映射。灰度到彩色的映射。(3) 假彩色图像假彩色图像 ( false color ) 根据波长的不同赋予不同的彩色的处理为假彩色图像处理。根据波长的不同赋予不同的彩色的处理为假彩色图像处理。 彩色到彩色的映射。彩色到彩色的映射。上一页下一页回目录6 6、图像的颜色、图像的颜色 黑白照片黑白照片随着摄影技术的快速

23、发展，照片摄影走进了一个彩色数码照片“随手拍”的新时代，在这样一个充斥着彩色的现实世界里，黑白照片没有被彩色照片的诱人风采所淹没，而是依靠自身独特的艺术魅力和丰富的情感内涵，在社会应用市场和艺术领域继续扮演着独特的角色，并不断拓展新的发展空间，,延续自身艺术与价值的生命力 。从生理学的角度来说，人的眼睛对黑白灰的敏感程度远比对其他色彩的敏感程度高，因为黑白灰具有优先唤起视觉神经感知的特性，特别是黑与白。 黑白照片没有色泽的干扰，聚光点都在自然美上，使我们更能专注于欣赏她们与众不同的神韵。黑黑+白白+灰灰=永恒的经典永恒的经典 上一页下一页回目录7 7、编辑图片常用软件、编辑图片常用软件光影魔术

24、手光影魔术手光影魔术手是一款经典的照片美化软件，简单易用，带给您最好的图片处理体验。专门针对家庭数码相机拍照中的各种缺陷问题和照片常用美化方法所设计，独有多种人像美容、照片装饰功能，拥有近五十种一键特效，无论是照片美容还是修整色调，都能很快实现，操作简单就如同您轻轻按动快门。2014最新版。改善画质、人像美化、胶片效果。加文字加水印。丰富且精美的边框素材,制作个性化相册。批量改尺寸、加水印、加文字及其他批量功能。拼图、涂鸦、场景等更多实用有趣的功能等你发现。上一页下一页回目录7 7、编辑图片常用软件、编辑图片常用软件光影魔术手光影魔术手上一页下一页回目录7 7、编辑图片常用软件、编辑图片常用软

25、件光影魔术手光影魔术手重新打造的界面，更好的交互体验每个功能的交互都经过了精心的优化，特别是添加文字、添加水印、基本调整、裁剪等，用起来更顺手。操作系统兼容性更好除了XP和Vista，还兼容Win7和Win8；完全兼容各类64位操作系统。更好的处理性能新版光影在老版光影的图像算法基础上进行了改良和优化，并且充分利用CPU的多核，飞一样的速度。不管是单张图片还是批处理图片，都比老版快很多。增加拼图功能多图制作较老版更方便，增加自由拼图，且提供多种模板拼图。上一页下一页回目录7 7、编辑图片常用软件、编辑图片常用软件PHOTOSHOP上一页下一页回目录7 7、编辑图片常用软件、编辑图片常用软件PHOTOSHOPAdobe Photoshop，简称，简称“PS”，是由，是由Adobe Systems开开发和发行的图像处理软件。发和发行的