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1、数字图形图像技术第1页，此课件共58页哦第第6章章 数字图形图像技术数字图形图像技术 在多媒体技术领域中，图形（在多媒体技术领域中，图形（在多媒体技术领域中，图形（在多媒体技术领域中，图形（graphicsgraphics）和图像（）和图像（）和图像（）和图像（imageimage或或或或picturepicture等）的概念是有区别的：等）的概念是有区别的：等）的概念是有区别的：等）的概念是有区别的：图形一般指用计算机绘制（图形一般指用计算机绘制（图形一般指用计算机绘制（图形一般指用计算机绘制（drawdraw）的画面，如直线、圆、圆弧、矩）的画面，如直线、圆、圆弧、矩）的画面，如直线、圆、
2、圆弧、矩）的画面，如直线、圆、圆弧、矩形、任意曲线和图表等；形、任意曲线和图表等；形、任意曲线和图表等；形、任意曲线和图表等；图像则是指由摄像机或扫描仪等输入设备捕捉的实际场景画面，或图像则是指由摄像机或扫描仪等输入设备捕捉的实际场景画面，或图像则是指由摄像机或扫描仪等输入设备捕捉的实际场景画面，或图像则是指由摄像机或扫描仪等输入设备捕捉的实际场景画面，或是以数字化形式存储的任意画面。是以数字化形式存储的任意画面。是以数字化形式存储的任意画面。是以数字化形式存储的任意画面。第2页，此课件共58页哦6.1 视觉媒体及其特性视觉媒体及其特性 所谓所谓所谓所谓视觉媒体视觉媒体视觉媒体视觉媒体，就是指
3、通过视觉传递信息的媒体。，就是指通过视觉传递信息的媒体。，就是指通过视觉传递信息的媒体。，就是指通过视觉传递信息的媒体。视觉媒体有以下几类视觉媒体有以下几类视觉媒体有以下几类视觉媒体有以下几类:1 1）位图，又称点阵图像：是一种对视觉信号进行直接量化的媒体形式，）位图，又称点阵图像：是一种对视觉信号进行直接量化的媒体形式，）位图，又称点阵图像：是一种对视觉信号进行直接量化的媒体形式，）位图，又称点阵图像：是一种对视觉信号进行直接量化的媒体形式，它以数字化的形式对构成图像的每一点上的颜色、亮度等相关信息进行描它以数字化的形式对构成图像的每一点上的颜色、亮度等相关信息进行描它以数字化的形式对构成图
4、像的每一点上的颜色、亮度等相关信息进行描它以数字化的形式对构成图像的每一点上的颜色、亮度等相关信息进行描述和存储。根据量化后使用的二进制数的位数不同，又分为述和存储。根据量化后使用的二进制数的位数不同，又分为述和存储。根据量化后使用的二进制数的位数不同，又分为述和存储。根据量化后使用的二进制数的位数不同，又分为二值二值二值二值和和和和灰度灰度灰度灰度（彩色）（彩色）（彩色）（彩色）图像两大类。图像两大类。图像两大类。图像两大类。2 2）矢量图形：是一种抽象化了的图像，是对图像依据某个标准进行分）矢量图形：是一种抽象化了的图像，是对图像依据某个标准进行分）矢量图形：是一种抽象化了的图像，是对图像
5、依据某个标准进行分）矢量图形：是一种抽象化了的图像，是对图像依据某个标准进行分析而产生的结果，它不直接描述数据的每一点，而是描述产生这些点的过析而产生的结果，它不直接描述数据的每一点，而是描述产生这些点的过析而产生的结果，它不直接描述数据的每一点，而是描述产生这些点的过析而产生的结果，它不直接描述数据的每一点，而是描述产生这些点的过程，并以程，并以程，并以程，并以指令集合指令集合指令集合指令集合的形式存储。的形式存储。的形式存储。的形式存储。第3页，此课件共58页哦6.1 视觉媒体及其特性视觉媒体及其特性 3 3）动态图像：是由多帧连续的静态画面（图形或图像）序列在时间轴上）动态图像：是由多帧
6、连续的静态画面（图形或图像）序列在时间轴上）动态图像：是由多帧连续的静态画面（图形或图像）序列在时间轴上）动态图像：是由多帧连续的静态画面（图形或图像）序列在时间轴上不断变化所形成的动态视觉感受。不断变化所形成的动态视觉感受。不断变化所形成的动态视觉感受。不断变化所形成的动态视觉感受。当每帧画面是实时获取的自然景物人物图像时，称其为当每帧画面是实时获取的自然景物人物图像时，称其为当每帧画面是实时获取的自然景物人物图像时，称其为当每帧画面是实时获取的自然景物人物图像时，称其为动态影像视频动态影像视频动态影像视频动态影像视频，简称，简称，简称，简称动态视频或视频；动态视频或视频；动态视频或视频；动
7、态视频或视频；如果每帧画面是人工或计算机产生的图形时，称为如果每帧画面是人工或计算机产生的图形时，称为如果每帧画面是人工或计算机产生的图形时，称为如果每帧画面是人工或计算机产生的图形时，称为动画动画动画动画；如果每帧画面是计算机产生的真实感图像时，称为如果每帧画面是计算机产生的真实感图像时，称为如果每帧画面是计算机产生的真实感图像时，称为如果每帧画面是计算机产生的真实感图像时，称为三维真实感动画或三维动三维真实感动画或三维动三维真实感动画或三维动三维真实感动画或三维动画画画画。4 4）符号：是对信息进行抽象的结果。符号可以表示数值，表示事物或事）符号：是对信息进行抽象的结果。符号可以表示数值，
8、表示事物或事）符号：是对信息进行抽象的结果。符号可以表示数值，表示事物或事）符号：是对信息进行抽象的结果。符号可以表示数值，表示事物或事件，也可以表示语言。文本就是具有上下文相关特性的符号流。件，也可以表示语言。文本就是具有上下文相关特性的符号流。件，也可以表示语言。文本就是具有上下文相关特性的符号流。件，也可以表示语言。文本就是具有上下文相关特性的符号流。5 5）其他：许多其他类型的信息也可转换为视觉的形式，如音乐可转换为乐谱，数）其他：许多其他类型的信息也可转换为视觉的形式，如音乐可转换为乐谱，数）其他：许多其他类型的信息也可转换为视觉的形式，如音乐可转换为乐谱，数）其他：许多其他类型的信
9、息也可转换为视觉的形式，如音乐可转换为乐谱，数值可转换为曲线图形等。值可转换为曲线图形等。值可转换为曲线图形等。值可转换为曲线图形等。第4页，此课件共58页哦6.2 彩色空间表示彩色空间表示 离散化一幅彩色图像，是连续函数离散化一幅彩色图像，是连续函数离散化一幅彩色图像，是连续函数离散化一幅彩色图像，是连续函数f f(x,y)(x,y)在在在在空间坐标空间坐标空间坐标空间坐标和和和和彩色幅度彩色幅度彩色幅度彩色幅度上进上进上进上进行的。行的。行的。行的。空间坐标空间坐标空间坐标空间坐标x x，y y的离散化通常取的离散化通常取的离散化通常取的离散化通常取128128，256256，512512
10、或或或或1 0241 024等值，等值，等值，等值，彩色幅度的离散化取决于所使用的彩色空间表示。彩色幅度的离散化取决于所使用的彩色空间表示。彩色幅度的离散化取决于所使用的彩色空间表示。彩色幅度的离散化取决于所使用的彩色空间表示。第5页，此课件共58页哦6.2.1 彩色的基本概念彩色的基本概念 彩色可用彩色可用彩色可用彩色可用亮度（亮度（亮度（亮度（brightnessbrightness）、色调（）、色调（）、色调（）、色调（huehue）和饱和度（）和饱和度（）和饱和度（）和饱和度（saturationsaturation）来描述，称为来描述，称为来描述，称为来描述，称为彩色的三要素彩色的三
11、要素彩色的三要素彩色的三要素，人眼所看到的任一彩色光都是这，人眼所看到的任一彩色光都是这，人眼所看到的任一彩色光都是这，人眼所看到的任一彩色光都是这三个特性的综合效果。三个特性的综合效果。三个特性的综合效果。三个特性的综合效果。亮度是光作用于人眼时所引起的对明亮程度的感觉，它与被观亮度是光作用于人眼时所引起的对明亮程度的感觉，它与被观亮度是光作用于人眼时所引起的对明亮程度的感觉，它与被观亮度是光作用于人眼时所引起的对明亮程度的感觉，它与被观察物体的发光强度有关。察物体的发光强度有关。察物体的发光强度有关。察物体的发光强度有关。如果彩色光的强度降到使人看不到时，在亮度标尺上它应与如果彩色光的强度
12、降到使人看不到时，在亮度标尺上它应与如果彩色光的强度降到使人看不到时，在亮度标尺上它应与如果彩色光的强度降到使人看不到时，在亮度标尺上它应与黑色对应；同样，如果其强度变得很大，那么亮度等级应与黑色对应；同样，如果其强度变得很大，那么亮度等级应与黑色对应；同样，如果其强度变得很大，那么亮度等级应与黑色对应；同样，如果其强度变得很大，那么亮度等级应与白色对应。白色对应。白色对应。白色对应。第6页，此课件共58页哦6.2.1 彩色的基本概念彩色的基本概念色调是当人眼看到一种或多种波长的光时所产生的彩色感觉，它反映色调是当人眼看到一种或多种波长的光时所产生的彩色感觉，它反映色调是当人眼看到一种或多种波
13、长的光时所产生的彩色感觉，它反映色调是当人眼看到一种或多种波长的光时所产生的彩色感觉，它反映颜色的种类，是决定颜色的基本特性，例如红色、棕色等都是指色调。颜色的种类，是决定颜色的基本特性，例如红色、棕色等都是指色调。颜色的种类，是决定颜色的基本特性，例如红色、棕色等都是指色调。颜色的种类，是决定颜色的基本特性，例如红色、棕色等都是指色调。第7页，此课件共58页哦6.2.1 彩色的基本概念彩色的基本概念饱和度是指颜色的纯度，即掺入白光的程度，或者说是指颜色的深浅饱和度是指颜色的纯度，即掺入白光的程度，或者说是指颜色的深浅饱和度是指颜色的纯度，即掺入白光的程度，或者说是指颜色的深浅饱和度是指颜色的
14、纯度，即掺入白光的程度，或者说是指颜色的深浅程度。对于同一色调的彩色光，饱和度越深颜色越鲜明或者说越纯。程度。对于同一色调的彩色光，饱和度越深颜色越鲜明或者说越纯。程度。对于同一色调的彩色光，饱和度越深颜色越鲜明或者说越纯。程度。对于同一色调的彩色光，饱和度越深颜色越鲜明或者说越纯。饱和度还和亮度有关，因为若在饱和的彩色光中增加白光的成分，饱和度还和亮度有关，因为若在饱和的彩色光中增加白光的成分，饱和度还和亮度有关，因为若在饱和的彩色光中增加白光的成分，饱和度还和亮度有关，因为若在饱和的彩色光中增加白光的成分，增加了光能，因而变得更亮了，但是它的饱和度却降低了。增加了光能，因而变得更亮了，但是
15、它的饱和度却降低了。增加了光能，因而变得更亮了，但是它的饱和度却降低了。增加了光能，因而变得更亮了，但是它的饱和度却降低了。通常把通常把通常把通常把色调色调色调色调和和和和饱和度饱和度饱和度饱和度通称为通称为通称为通称为色度色度色度色度，即：亮度表示某彩色光的明亮程，即：亮度表示某彩色光的明亮程，即：亮度表示某彩色光的明亮程，即：亮度表示某彩色光的明亮程度，而色度则表示颜色的类别与深浅程度。度，而色度则表示颜色的类别与深浅程度。度，而色度则表示颜色的类别与深浅程度。度，而色度则表示颜色的类别与深浅程度。第8页，此课件共58页哦6.2.1 彩色的基本概念彩色的基本概念 自然界常见的各种颜色光，都
16、可由自然界常见的各种颜色光，都可由自然界常见的各种颜色光，都可由自然界常见的各种颜色光，都可由红（红（红（红（R R）、绿（）、绿（）、绿（）、绿（GG）、蓝（）、蓝（）、蓝（）、蓝（B B）三种颜色光按不同比例相配而成。三种颜色光按不同比例相配而成。三种颜色光按不同比例相配而成。三种颜色光按不同比例相配而成。绝大多数颜色光也可以分解成红、绿、蓝三种色光。这就是绝大多数颜色光也可以分解成红、绿、蓝三种色光。这就是绝大多数颜色光也可以分解成红、绿、蓝三种色光。这就是绝大多数颜色光也可以分解成红、绿、蓝三种色光。这就是色度学中最基本的原理色度学中最基本的原理色度学中最基本的原理色度学中最基本的原理
17、三基色（三基色（三基色（三基色（RGBRGB）原理。）原理。）原理。）原理。第9页，此课件共58页哦6.2.1 彩色的基本概念彩色的基本概念 把三种基色光按不同比例相加称之为相加混色，由红、绿、蓝三基色把三种基色光按不同比例相加称之为相加混色，由红、绿、蓝三基色把三种基色光按不同比例相加称之为相加混色，由红、绿、蓝三基色把三种基色光按不同比例相加称之为相加混色，由红、绿、蓝三基色进行相加混色的情况如下：进行相加混色的情况如下：进行相加混色的情况如下：进行相加混色的情况如下：红色红色红色红色 +绿色绿色绿色绿色 =黄色黄色黄色黄色绿色绿色绿色绿色 +蓝色蓝色蓝色蓝色 =青色青色青色青色红色红色红
18、色红色 +蓝色蓝色蓝色蓝色 =品红品红品红品红红色红色红色红色 +绿色绿色绿色绿色 +蓝色蓝色蓝色蓝色 =白色白色白色白色 称黄、品红和青色为相加二次色。此外还可以看出：称黄、品红和青色为相加二次色。此外还可以看出：称黄、品红和青色为相加二次色。此外还可以看出：称黄、品红和青色为相加二次色。此外还可以看出：红色红色红色红色 +青色青色青色青色 =绿色绿色绿色绿色 +品红品红品红品红 =蓝色蓝色蓝色蓝色 +黄色黄色黄色黄色 =白色白色白色白色 称青色、品红和黄色分别是红、绿、蓝三色的补色。称青色、品红和黄色分别是红、绿、蓝三色的补色。称青色、品红和黄色分别是红、绿、蓝三色的补色。称青色、品红和黄
19、色分别是红、绿、蓝三色的补色。第10页，此课件共58页哦6.2.1 彩色的基本概念彩色的基本概念 由于人眼对于相同程度单色光的主观亮度感觉不同，所以，用相由于人眼对于相同程度单色光的主观亮度感觉不同，所以，用相由于人眼对于相同程度单色光的主观亮度感觉不同，所以，用相由于人眼对于相同程度单色光的主观亮度感觉不同，所以，用相同亮度的三基色混色时，如果把混色后所得色光亮度定义为同亮度的三基色混色时，如果把混色后所得色光亮度定义为同亮度的三基色混色时，如果把混色后所得色光亮度定义为同亮度的三基色混色时，如果把混色后所得色光亮度定义为100100的话，那么人的主观感觉是绿光仅次于白光，是三基色中的话，那
20、么人的主观感觉是绿光仅次于白光，是三基色中的话，那么人的主观感觉是绿光仅次于白光，是三基色中的话，那么人的主观感觉是绿光仅次于白光，是三基色中最亮的；红光次之，亮度约占绿光的一半；蓝光最弱，亮度最亮的；红光次之，亮度约占绿光的一半；蓝光最弱，亮度最亮的；红光次之，亮度约占绿光的一半；蓝光最弱，亮度最亮的；红光次之，亮度约占绿光的一半；蓝光最弱，亮度约占红光的约占红光的约占红光的约占红光的1/31/3。当白光的亮度用。当白光的亮度用。当白光的亮度用。当白光的亮度用Y Y来表示时，它和红、绿、蓝三色来表示时，它和红、绿、蓝三色来表示时，它和红、绿、蓝三色来表示时，它和红、绿、蓝三色光的关系可以用如
21、下的方程描述：光的关系可以用如下的方程描述：光的关系可以用如下的方程描述：光的关系可以用如下的方程描述：Y=0.299R+0.587G+0.114BY=0.299R+0.587G+0.114B 这就是常用的亮度公式，它是根据美国国家电视制式委员会的这就是常用的亮度公式，它是根据美国国家电视制式委员会的这就是常用的亮度公式，它是根据美国国家电视制式委员会的这就是常用的亮度公式，它是根据美国国家电视制式委员会的NTSCNTSC制式推导得到的。制式推导得到的。制式推导得到的。制式推导得到的。第11页，此课件共58页哦6.2.1 彩色的基本概念彩色的基本概念 如果采用如果采用如果采用如果采用PALPA
22、L电视制式，白光的亮度公式将作如下改动：电视制式，白光的亮度公式将作如下改动：电视制式，白光的亮度公式将作如下改动：电视制式，白光的亮度公式将作如下改动：Y=0.222R+0.707G+0.071BY=0.222R+0.707G+0.071B 两个公式不同的原因，是由于所选取的显示三基色不同。两个公式不同的原因，是由于所选取的显示三基色不同。两个公式不同的原因，是由于所选取的显示三基色不同。两个公式不同的原因，是由于所选取的显示三基色不同。第12页，此课件共58页哦6.2.2 彩色空彩色空间间在一个典型的多媒体计算机系统中，常常会涉及到用几种不同的彩在一个典型的多媒体计算机系统中，常常会涉及到
23、用几种不同的彩在一个典型的多媒体计算机系统中，常常会涉及到用几种不同的彩在一个典型的多媒体计算机系统中，常常会涉及到用几种不同的彩色空间来表示图形和图像的颜色，如色空间来表示图形和图像的颜色，如色空间来表示图形和图像的颜色，如色空间来表示图形和图像的颜色，如:显示时采用显示时采用显示时采用显示时采用RGBRGB彩色空间彩色空间彩色空间彩色空间 彩色全电视信号数字化时采用彩色全电视信号数字化时采用彩色全电视信号数字化时采用彩色全电视信号数字化时采用YUVYUV彩色空间彩色空间彩色空间彩色空间 为了便于彩色处理和识别，视觉系统又常采用为了便于彩色处理和识别，视觉系统又常采用为了便于彩色处理和识别，
24、视觉系统又常采用为了便于彩色处理和识别，视觉系统又常采用HSIHSI彩色空间等。彩色空间等。彩色空间等。彩色空间等。第13页，此课件共58页哦6.2.2 彩色空彩色空间间1.RGB1.RGB彩色空间彩色空间彩色空间彩色空间 在多媒体技术中，用得最多的是在多媒体技术中，用得最多的是在多媒体技术中，用得最多的是在多媒体技术中，用得最多的是RGBRGB彩色空间表示，因为计算彩色空间表示，因为计算彩色空间表示，因为计算彩色空间表示，因为计算机彩色监视器的输入需要机彩色监视器的输入需要机彩色监视器的输入需要机彩色监视器的输入需要RGBRGB的彩色分量，通过三个分量的不的彩色分量，通过三个分量的不的彩色分
25、量，通过三个分量的不的彩色分量，通过三个分量的不同比例，在显示屏幕上合成所需要的任意颜色。所以在多媒体系同比例，在显示屏幕上合成所需要的任意颜色。所以在多媒体系同比例，在显示屏幕上合成所需要的任意颜色。所以在多媒体系同比例，在显示屏幕上合成所需要的任意颜色。所以在多媒体系统中，不管中间过程采用什么形式的彩色空间表示，最后的输出统中，不管中间过程采用什么形式的彩色空间表示，最后的输出统中，不管中间过程采用什么形式的彩色空间表示，最后的输出统中，不管中间过程采用什么形式的彩色空间表示，最后的输出一定要转换成一定要转换成一定要转换成一定要转换成RGBRGB彩色空间表示。彩色空间表示。彩色空间表示。彩
26、色空间表示。第14页，此课件共58页哦6.2.2 彩色空彩色空间间2.YUV2.YUV彩色空间彩色空间彩色空间彩色空间 研究表明，人的视觉对研究表明，人的视觉对研究表明，人的视觉对研究表明，人的视觉对亮度亮度亮度亮度细节的敏感程度远大于对细节的敏感程度远大于对细节的敏感程度远大于对细节的敏感程度远大于对颜色颜色颜色颜色细节的敏细节的敏细节的敏细节的敏感程度，因此感程度，因此感程度，因此感程度，因此RGBRGB体制并不适合人类的视觉特征体制并不适合人类的视觉特征体制并不适合人类的视觉特征体制并不适合人类的视觉特征。为此，在现代彩色电视系统中，通常采用三管彩色摄像机或为此，在现代彩色电视系统中，通
27、常采用三管彩色摄像机或为此，在现代彩色电视系统中，通常采用三管彩色摄像机或为此，在现代彩色电视系统中，通常采用三管彩色摄像机或彩色彩色彩色彩色CCDCCD摄像机，把摄得的彩色图像信号，经分色棱镜分成摄像机，把摄得的彩色图像信号，经分色棱镜分成摄像机，把摄得的彩色图像信号，经分色棱镜分成摄像机，把摄得的彩色图像信号，经分色棱镜分成R0G0B0R0G0B0三个分量的信号，分别进行放大和三个分量的信号，分别进行放大和三个分量的信号，分别进行放大和三个分量的信号，分别进行放大和 校正得到校正得到校正得到校正得到RGBRGB，再经过矩阵，再经过矩阵，再经过矩阵，再经过矩阵变换电路得到亮度信号变换电路得到
28、亮度信号变换电路得到亮度信号变换电路得到亮度信号Y Y、色差信号、色差信号、色差信号、色差信号R-YR-Y和和和和B-YB-Y，最后发送端将这，最后发送端将这，最后发送端将这，最后发送端将这三个信号进行编码，用同一信道发送出去，这就是常用的三个信号进行编码，用同一信道发送出去，这就是常用的三个信号进行编码，用同一信道发送出去，这就是常用的三个信号进行编码，用同一信道发送出去，这就是常用的YUVYUV彩色彩色彩色彩色空间。空间。空间。空间。第15页，此课件共58页哦6.2.2 彩色空彩色空间间3.HSI3.HSI彩色空间彩色空间彩色空间彩色空间 HSIHSI彩色空间为多媒体计算机和计算机视觉彩色
29、图像实时处理彩色空间为多媒体计算机和计算机视觉彩色图像实时处理彩色空间为多媒体计算机和计算机视觉彩色图像实时处理彩色空间为多媒体计算机和计算机视觉彩色图像实时处理提供了有效的方法。提供了有效的方法。提供了有效的方法。提供了有效的方法。HSIHSI彩色空间的三个帧存储器的数据在处彩色空间的三个帧存储器的数据在处彩色空间的三个帧存储器的数据在处彩色空间的三个帧存储器的数据在处理彩色图像时是相互独立的，分别提供对解释彩色图像非常理彩色图像时是相互独立的，分别提供对解释彩色图像非常理彩色图像时是相互独立的，分别提供对解释彩色图像非常理彩色图像时是相互独立的，分别提供对解释彩色图像非常有用的信息。有用的
30、信息。有用的信息。有用的信息。第16页，此课件共58页哦6.2.2 彩色空彩色空间间 采用采用采用采用HSIHSI彩色空间能够减少彩色图像处理的复杂性，它更接近人彩色空间能够减少彩色图像处理的复杂性，它更接近人彩色空间能够减少彩色图像处理的复杂性，它更接近人彩色空间能够减少彩色图像处理的复杂性，它更接近人对彩色的认识和解释。对彩色的认识和解释。对彩色的认识和解释。对彩色的认识和解释。例如亮度是非彩色属性，它描述亮还是暗，彩色图像中的亮度对应于例如亮度是非彩色属性，它描述亮还是暗，彩色图像中的亮度对应于例如亮度是非彩色属性，它描述亮还是暗，彩色图像中的亮度对应于例如亮度是非彩色属性，它描述亮还是
31、暗，彩色图像中的亮度对应于黑白图像中的灰度。黑白图像中的灰度。黑白图像中的灰度。黑白图像中的灰度。在图像处理中常用的算术操作或算法，只要对在图像处理中常用的算术操作或算法，只要对在图像处理中常用的算术操作或算法，只要对在图像处理中常用的算术操作或算法，只要对HSIHSI彩色空间的彩色空间的彩色空间的彩色空间的亮亮亮亮度信号度信号度信号度信号进行操作就可获得良好效果，而在进行操作就可获得良好效果，而在进行操作就可获得良好效果，而在进行操作就可获得良好效果，而在RGBRGB彩色空间要作上述彩色空间要作上述彩色空间要作上述彩色空间要作上述运算就很不方便。在图像处理和计算机视觉中的大量算法都可在运算就
32、很不方便。在图像处理和计算机视觉中的大量算法都可在运算就很不方便。在图像处理和计算机视觉中的大量算法都可在运算就很不方便。在图像处理和计算机视觉中的大量算法都可在HSIHSI彩色空间中方便地使用，它们可以分开处理而且是相互独立彩色空间中方便地使用，它们可以分开处理而且是相互独立彩色空间中方便地使用，它们可以分开处理而且是相互独立彩色空间中方便地使用，它们可以分开处理而且是相互独立的。因此，在的。因此，在的。因此，在的。因此，在HSIHSI彩色空间可以大大简化图像分析和处理的工作量。彩色空间可以大大简化图像分析和处理的工作量。彩色空间可以大大简化图像分析和处理的工作量。彩色空间可以大大简化图像分
33、析和处理的工作量。第17页，此课件共58页哦6.3 图像及其特征图像及其特征 图像通常是指人类视觉系统所感知的信息形式或人们心目中的有形图像通常是指人类视觉系统所感知的信息形式或人们心目中的有形图像通常是指人类视觉系统所感知的信息形式或人们心目中的有形图像通常是指人类视觉系统所感知的信息形式或人们心目中的有形想象，是图与像的总称，这里的图是指用描绘或摄影等方法得到的想象，是图与像的总称，这里的图是指用描绘或摄影等方法得到的想象，是图与像的总称，这里的图是指用描绘或摄影等方法得到的想象，是图与像的总称，这里的图是指用描绘或摄影等方法得到的外在景物的相似物，而像则是指直接或间接的视觉印象。外在景物
34、的相似物，而像则是指直接或间接的视觉印象。外在景物的相似物，而像则是指直接或间接的视觉印象。外在景物的相似物，而像则是指直接或间接的视觉印象。文字、图形、动态图像等多种媒体形式最终都是以图像的形文字、图形、动态图像等多种媒体形式最终都是以图像的形文字、图形、动态图像等多种媒体形式最终都是以图像的形文字、图形、动态图像等多种媒体形式最终都是以图像的形式出现的。式出现的。式出现的。式出现的。点阵图像点阵图像点阵图像点阵图像即为最基本的一种图像形式。即为最基本的一种图像形式。即为最基本的一种图像形式。即为最基本的一种图像形式。第18页，此课件共58页哦6.3 图像及其特征图像及其特征 点阵图是指在点
35、阵图是指在点阵图是指在点阵图是指在空间空间空间空间和和和和亮度亮度亮度亮度上已经离散化了的图像。上已经离散化了的图像。上已经离散化了的图像。上已经离散化了的图像。可以把点阵图考虑为一个矩阵，矩阵中的每个元素对应于图像中可以把点阵图考虑为一个矩阵，矩阵中的每个元素对应于图像中可以把点阵图考虑为一个矩阵，矩阵中的每个元素对应于图像中可以把点阵图考虑为一个矩阵，矩阵中的每个元素对应于图像中的一点，而元素的值对应于该点经量化后的灰度（或颜色）等级。的一点，而元素的值对应于该点经量化后的灰度（或颜色）等级。的一点，而元素的值对应于该点经量化后的灰度（或颜色）等级。的一点，而元素的值对应于该点经量化后的灰
36、度（或颜色）等级。这个矩阵中的元素就称为这个矩阵中的元素就称为这个矩阵中的元素就称为这个矩阵中的元素就称为像素像素像素像素，存放于显示器缓冲区中，与显，存放于显示器缓冲区中，与显，存放于显示器缓冲区中，与显，存放于显示器缓冲区中，与显示器上的显示点一一对应，故又称之为示器上的显示点一一对应，故又称之为示器上的显示点一一对应，故又称之为示器上的显示点一一对应，故又称之为位图映射图像位图映射图像位图映射图像位图映射图像，简称，简称，简称，简称位图位图位图位图。因此，点阵图像是以数字化的形式对构成图像的各个像素点的颜色因此，点阵图像是以数字化的形式对构成图像的各个像素点的颜色因此，点阵图像是以数字化
37、的形式对构成图像的各个像素点的颜色因此，点阵图像是以数字化的形式对构成图像的各个像素点的颜色和亮度等相关信息进行描述和存储。和亮度等相关信息进行描述和存储。和亮度等相关信息进行描述和存储。和亮度等相关信息进行描述和存储。当点阵图像中的灰度（颜色）值仅为两个等级时，称之为当点阵图像中的灰度（颜色）值仅为两个等级时，称之为当点阵图像中的灰度（颜色）值仅为两个等级时，称之为当点阵图像中的灰度（颜色）值仅为两个等级时，称之为二值二值二值二值图像图像图像图像，否则称之为，否则称之为，否则称之为，否则称之为灰度（彩色）图像灰度（彩色）图像灰度（彩色）图像灰度（彩色）图像。第19页，此课件共58页哦6.3
38、图像及其特征图像及其特征 位图适合于表现层次和色彩比较丰富，包含大量细节，具有位图适合于表现层次和色彩比较丰富，包含大量细节，具有位图适合于表现层次和色彩比较丰富，包含大量细节，具有位图适合于表现层次和色彩比较丰富，包含大量细节，具有复杂的颜色、灰度或形状变化的图像，并可直接、快速地在复杂的颜色、灰度或形状变化的图像，并可直接、快速地在复杂的颜色、灰度或形状变化的图像，并可直接、快速地在复杂的颜色、灰度或形状变化的图像，并可直接、快速地在屏幕上显示。与矢量图相比，位图占用的屏幕上显示。与矢量图相比，位图占用的屏幕上显示。与矢量图相比，位图占用的屏幕上显示。与矢量图相比，位图占用的存储空间较大存
39、储空间较大存储空间较大存储空间较大，一般，一般，一般，一般需要对其进行数据压缩，其所需的存储空间可用下面的公式需要对其进行数据压缩，其所需的存储空间可用下面的公式需要对其进行数据压缩，其所需的存储空间可用下面的公式需要对其进行数据压缩，其所需的存储空间可用下面的公式计算：计算：计算：计算：文件的字节数文件的字节数文件的字节数文件的字节数 =（位图高度（位图高度（位图高度（位图高度 宽度宽度宽度宽度 深度）深度）深度）深度）/8/8 其中，高度和宽度分别是位图图像垂直和水平方向上的像素个数；其中，高度和宽度分别是位图图像垂直和水平方向上的像素个数；其中，高度和宽度分别是位图图像垂直和水平方向上的
40、像素个数；其中，高度和宽度分别是位图图像垂直和水平方向上的像素个数；深度是存储图像像素点颜色信息的位数。例如，一幅深度是存储图像像素点颜色信息的位数。例如，一幅深度是存储图像像素点颜色信息的位数。例如，一幅深度是存储图像像素点颜色信息的位数。例如，一幅640480640480的的的的256256色原始图像（未压缩）的数据量为：色原始图像（未压缩）的数据量为：色原始图像（未压缩）的数据量为：色原始图像（未压缩）的数据量为：（640640像素像素像素像素480480像素像素像素像素88位）位）位）位）/8=307,200/8=307,200个字节个字节个字节个字节第20页，此课件共58页哦6.3.
41、1 分辨率分辨率 分辨率分辨率分辨率分辨率是指组成一幅图像的像素密度的度量方法，是决定图像质量的是指组成一幅图像的像素密度的度量方法，是决定图像质量的是指组成一幅图像的像素密度的度量方法，是决定图像质量的是指组成一幅图像的像素密度的度量方法，是决定图像质量的主要因素之一，有主要因素之一，有主要因素之一，有主要因素之一，有屏幕分辨率屏幕分辨率屏幕分辨率屏幕分辨率和和和和图像分辨率图像分辨率图像分辨率图像分辨率之分。之分。之分。之分。屏幕分辨率是屏幕上的最大显示区域，即水平与垂直方向的像素屏幕分辨率是屏幕上的最大显示区域，即水平与垂直方向的像素屏幕分辨率是屏幕上的最大显示区域，即水平与垂直方向的像
42、素屏幕分辨率是屏幕上的最大显示区域，即水平与垂直方向的像素个数。屏幕分辨率与显示模式有关，例如，标准个数。屏幕分辨率与显示模式有关，例如，标准个数。屏幕分辨率与显示模式有关，例如，标准个数。屏幕分辨率与显示模式有关，例如，标准VGAVGA图形卡的最高图形卡的最高图形卡的最高图形卡的最高屏幕分辨率为屏幕分辨率为屏幕分辨率为屏幕分辨率为640640像素（水平）像素（水平）像素（水平）像素（水平）480480像素（垂直）；像素（垂直）；像素（垂直）；像素（垂直）；图像分辨率是指数字图像的尺寸，即该图像的水平与垂直方向的图像分辨率是指数字图像的尺寸，即该图像的水平与垂直方向的图像分辨率是指数字图像的尺
43、寸，即该图像的水平与垂直方向的图像分辨率是指数字图像的尺寸，即该图像的水平与垂直方向的像素个数。例如，若一幅图像的分辨率为像素个数。例如，若一幅图像的分辨率为像素个数。例如，若一幅图像的分辨率为像素个数。例如，若一幅图像的分辨率为320240320240，计算机屏幕的分，计算机屏幕的分，计算机屏幕的分，计算机屏幕的分辨率为辨率为辨率为辨率为640480640480，则该图像在屏幕上显示时只占据了屏幕的四分之一。，则该图像在屏幕上显示时只占据了屏幕的四分之一。，则该图像在屏幕上显示时只占据了屏幕的四分之一。，则该图像在屏幕上显示时只占据了屏幕的四分之一。第21页，此课件共58页哦6.3.1 分辨
44、率分辨率 图像分辨率与屏幕分辨率相同时，所显示的图像正好占满整个屏幕区图像分辨率与屏幕分辨率相同时，所显示的图像正好占满整个屏幕区图像分辨率与屏幕分辨率相同时，所显示的图像正好占满整个屏幕区图像分辨率与屏幕分辨率相同时，所显示的图像正好占满整个屏幕区域；图像分辨率大于屏幕分辨率时，屏幕上只能显示出图像的一部分。域；图像分辨率大于屏幕分辨率时，屏幕上只能显示出图像的一部分。域；图像分辨率大于屏幕分辨率时，屏幕上只能显示出图像的一部分。域；图像分辨率大于屏幕分辨率时，屏幕上只能显示出图像的一部分。第22页，此课件共58页哦6.3.1 分辨率分辨率 图像分辨率实际上决定了位图图像的显示质量。对于那些
45、在扫描图像分辨率实际上决定了位图图像的显示质量。对于那些在扫描图像分辨率实际上决定了位图图像的显示质量。对于那些在扫描图像分辨率实际上决定了位图图像的显示质量。对于那些在扫描时采用低分辨率得到的图像，即使提高屏幕分辨率，也无法改善时采用低分辨率得到的图像，即使提高屏幕分辨率，也无法改善时采用低分辨率得到的图像，即使提高屏幕分辨率，也无法改善时采用低分辨率得到的图像，即使提高屏幕分辨率，也无法改善图像质量，因为这种方法仅仅是将一个像素的信息扩展成了几个图像质量，因为这种方法仅仅是将一个像素的信息扩展成了几个图像质量，因为这种方法仅仅是将一个像素的信息扩展成了几个图像质量，因为这种方法仅仅是将一个
46、像素的信息扩展成了几个像素的信息，像素的信息，像素的信息，像素的信息，并没有从根本上增加像素的数量并没有从根本上增加像素的数量并没有从根本上增加像素的数量并没有从根本上增加像素的数量。此外，出版业（他们更关心印在纸上的图像效果）也经常使用打此外，出版业（他们更关心印在纸上的图像效果）也经常使用打此外，出版业（他们更关心印在纸上的图像效果）也经常使用打此外，出版业（他们更关心印在纸上的图像效果）也经常使用打印分辨率的概念，即印分辨率的概念，即印分辨率的概念，即印分辨率的概念，即dpidpi（每英寸点数）（每英寸点数）（每英寸点数）（每英寸点数），以衡量将图像打印在纸上，以衡量将图像打印在纸上，以
47、衡量将图像打印在纸上，以衡量将图像打印在纸上的大小。的大小。的大小。的大小。第23页，此课件共58页哦6.3.2 颜颜色深度色深度 位图图像中位图图像中位图图像中位图图像中每个像素的颜色每个像素的颜色每个像素的颜色每个像素的颜色（或灰度）（或灰度）（或灰度）（或灰度）信息信息信息信息被量化后将用被量化后将用被量化后将用被量化后将用若干若干若干若干数据位数据位数据位数据位来表示，这些数的位数称为来表示，这些数的位数称为来表示，这些数的位数称为来表示，这些数的位数称为图像的颜色深度图像的颜色深度图像的颜色深度图像的颜色深度（也称为图像（也称为图像（也称为图像（也称为图像深度、颜色深度或深度），用来
48、存放该像素的颜色、亮度等信息。深度、颜色深度或深度），用来存放该像素的颜色、亮度等信息。深度、颜色深度或深度），用来存放该像素的颜色、亮度等信息。深度、颜色深度或深度），用来存放该像素的颜色、亮度等信息。颜色深度反映了构成图像所用的颜色（或灰度）的总数，记作位颜色深度反映了构成图像所用的颜色（或灰度）的总数，记作位颜色深度反映了构成图像所用的颜色（或灰度）的总数，记作位颜色深度反映了构成图像所用的颜色（或灰度）的总数，记作位/像素像素像素像素（bppbpp：bits per pixelbits per pixel）。例如颜色深度为）。例如颜色深度为）。例如颜色深度为）。例如颜色深度为1bpp1
49、bpp时，图像只能有两时，图像只能有两时，图像只能有两时，图像只能有两种颜色（一般为黑色和白色，但也可以是另外两种色调或颜色），种颜色（一般为黑色和白色，但也可以是另外两种色调或颜色），种颜色（一般为黑色和白色，但也可以是另外两种色调或颜色），种颜色（一般为黑色和白色，但也可以是另外两种色调或颜色），这样的图像称为这样的图像称为这样的图像称为这样的图像称为单色图像单色图像单色图像单色图像；深度为；深度为；深度为；深度为4 4的图像可以有的图像可以有的图像可以有的图像可以有1616种颜色；深度种颜色；深度种颜色；深度种颜色；深度为为为为8 8的图像可表示的图像可表示的图像可表示的图像可表示256
50、256种颜色；深度为种颜色；深度为种颜色；深度为种颜色；深度为2424的图像称为的图像称为的图像称为的图像称为真彩色图像真彩色图像真彩色图像真彩色图像。第24页，此课件共58页哦6.3.2 颜颜色深度色深度 配备标准配备标准配备标准配备标准VGAVGA显示的普通显示的普通显示的普通显示的普通PCPC机在机在机在机在640480640480屏幕分辨率下可显示屏幕分辨率下可显示屏幕分辨率下可显示屏幕分辨率下可显示1616种颜色的位图图像；在种颜色的位图图像；在种颜色的位图图像；在种颜色的位图图像；在320200320200分辨率下的可显示分辨率下的可显示分辨率下的可显示分辨率下的可显示256256