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图像处理基础知识 图像概述数字化图像基本处理方法 一 图像概述 1 图像定义图 物体透射或反射光的分布 是客观存在的 象 人对图的印象或认识 图像 是图和象的有机结合 对客观存在物体的一种模仿或描述 2 图像属性 分辨率 图像深度 颜色类型 显示深度 一 图像概述 分辨率 1 显示分辨率 确定屏幕上显示图像区域的大小 以每行拥有的像素点数 屏幕显示行数来表示 2 图像分辨率 确立组成一幅图像的像素数目 用每英寸多少点 DPI 表示 指组成一幅图像像素密度的度量方法 一 图像概述 例 用72DPI和300DPI来扫描一幅8英寸 10英寸的图像 得到图像的像素数目是多少 解 对于72DPI8英寸 10英寸的图像 总像素数目 8 72 10 72 576 720对于300DPI8英寸 10英寸的图像 总像素数目 8 300 10 300 2400 3000 一 图像概述 图像深度描述图中每个像素数据所占的二进制位数 它决定了图像中可出现的最大灰度等级数或最多颜色数 颜色类型 1 真彩色 图中的每个像素值都分成R G B三个基色分量 每个分量直接决定其基色的强度 合成的颜色称为真彩色 一般用R G B 8 8 8共24位的图像深度表示24位真彩色 一 图像概述 2 伪彩色 每个像素值实际上是一个索引或代码值 该代码值作为颜色查找表 CLUT 中的某一入口地址 根据该地址可查找出包含实际R G B的强度值 这种用查找映射方法产生的色彩称为伪彩色 3 调配色 每个像素点的R G B分量 分别作为单独的颜色变换表索引值进行变换 找出各自的基色强度 使用变换后的R G B强度值产生色彩 一 图像概述 显示深度 表示显示缓存中记录屏幕上一个点的位数 即显示器可显示颜色数 1 显示深度大于或等于图像深度时屏幕能真实反应图像文件的颜色效果 2 显示深度小于图像深度时屏幕显示出的颜色会失真 二 数字化图像 1 概念图像信号的数字化 也就是按一定的空间间隔自左到右 自上而下提取画面信息 并按一定的精度进行量化的过程 在计算机中可用一矩阵 内存数组 表示 二 数字化图像 2 图像的质量与数据量如果图像分辨率越高 图像深度越深 则数字化后的图像质量就越好 如果采用位映射方式 则可以按照下面公式估算数字化图像文件大小 数字化图像数据量 分辨率 图像深度 8 Byte 二 数字化图像 3 图像格式 1 文件头 2 文件体 3 文件尾 可选 二 数字化图像 BMP 二 数字化图像 位图文件头结构typedefstructtagBITMAPFILEHEADER UINTbfType 位图文件的类型 必须为BMDWORDbfSize 位图文件的大小 以字节为单位UINTbfReserved1 位图文件保留字 必须为0UINTbfReserved2 位图文件保留字 必须为0DWORDbfOffBits 位图数据距文件头的偏移量 以字节为单位 BITMAPFILEHEADER 二 数字化图像 位图信息头typedefstructtagBIMAPINFOHEADER DWORDbiSize 本结构所占用字节数LONGbiWidth 位图的宽度 以像素为单位LONGbiHeight 位图的高度 以像素为单位WORDbiPlanes 目标设备的级别 必须为1WORDbiBitCount 每个像素所需的位数 必须是1 双色 4 16色 8 256色 或24 真彩色 之一DWORDbiCompression 位图压缩类型 必须是0 不压缩 1 BI RLE8压缩类型 或2 BI RLE压缩类型 之一DWORDbiSizeImage 位图的大小 以字节为单位LONGbiXPelsPerMeter 位图水平分辨率 每米像素数LONGbiYPelsPerMeter 位图垂直分辨率 每米像素数DWORDbiClrUsed 位图实际使用的颜色表中的颜色数DWORDbiClrImportant 位图显示过程中重要的颜色数 BITMAPINFOHEADER 二 数字化图像 位图颜色表typedefstructtagRGBQUAD BYTErgbBlue 蓝色的亮度 值范围为0 255 BYTErgbGreen 绿色的亮度 值范围为0 255 BYTErgbRed 红色的亮度 值范围为0 255 BYTErgbReserved 保留 必须为0 RGBQUAD 位图像素数据 文件体 二 数字化图像 BMP BMP是Windows采用的图形文件格式 在Windows环境下运行的所有图像处理软件都支持该格式 BMP文件与显示设备无关 采用位映射存贮格式 除了图像深度可以选择以外 不采用其他任何压缩 BMP文件占用空间大 BMP文件可以包含每个像素1位 4位 8位或24位的图像 其中1 4和8位图像有彩色表 而24位图像则是直接彩色 二 数字化图像 GIF GIF文件基于颜色列表 最多支持8位 内部分成许多存储块 存储多幅图像或是决定图像表现行为的控制块 用于实现动画和交互式应用 在一个GIF文件中可存储多幅彩色图像 若把存于一个文件的多幅图像逐幅读出并显示 则可构成一种简单动画 GIF文件没有为存储灰度或彩色校正数据提供便利 也不能存储CMY或HSI模型的数据 二 数字化图像 TIF TIFF文件允许多达48位彩色分辨 R G B各16位 可作为全RGB色彩 也可作为64K色彩调色板 还允许用模糊度或清晰度表示图像数据 TIFF文件定义四类格式 TIFF B适用二值图像 TIFF G适用黑白灰度图像 TIFF P适用带调色板彩色图像 TIFF R适用RGB真彩色图像 TIFF文件需大量编程工作实现全面译码 二 数字化图像 JPG 压缩比率可以高达100 1 JPEG格式可在10 1到20 1的比率下轻松地压缩文件 而图片质量不会下降 JPEG压缩可以很好地处理写实摄影作品 JPG的压缩模式有以下几种 顺序式编码 递增式编码 无失真编 码阶梯式编码 JPG图像体积小 但不适用于所含颜色很少 具有大块颜色相近的区域或亮度差异十分明显的较简单的图片 三 基本处理方法 1 点处理 1 算术运算 加 主要用于图像平均以减少噪声 减 它用来去除固定的背景信息 乘 校正由于照明或传感器的非均匀性造成的图像灰度阴影 2 逻辑运算与算术运算不同 逻辑运算只用于二值图像 主要包括 与 或 非 异或等 三 基本处理方法 2 局部处理 对图像中某一像素及周围某一区域内的所有像素进行处理 1 平滑处理 低通滤波 邻域平均 加权平均等 2 锐化处理 高通滤波 增强图像边缘等 3 图像恢复 消除均匀直线运动模糊等 三