第5章 图像的格式、类型.

第5章
图像的格式和类型
本章重点：
数字图像的基本类型 图像相关术语 数字图像的基本文件格式 matlab图像类型及数据格式
第5章 图像的格式和类型
5.1 简单的图像模型 5.2 数字图像的基本类型 5.3 图像处理软件 5.4 图像相关术语 5.5 数字图像的基本文件格式 5.6 matlab图像类型及数据格式
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图像相关术语
• 5 位(bit)与颜色(color)
在图像处理中，“位”是用来衡量每个像素存储信 息的位数，颜色是通过数字“位”实现的， “位” 决定了每次在屏幕上显示多少种颜色。 若n表示所占的位数，则颜色数=2n。
我们平常所说的高彩色，即16位显示模式 真彩色是在24位下显示
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图像相关术语
f1 j f2 j ... f ij ... f Nj
... ... ... ... ... ...
f1N f 2N ... f iN ... f NN
若对于N×N象素的彩色图像，可以用三个矩阵表示： [FR]N×N、[FG]N×N、[FB]N×N。
5.2 数字图像的基本类型
图像的质量是由图像采集及模数转换的精度决定的， 实际上现有的显卡支持多种显示模型，如一副图像 的大小为640x480，则该幅图像在1024x768模式下 显示或在640x480模式下显示，反映的信息量是相 同的。
试图通过改变显示模式来改善图像质量是徒劳的
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图像相关术语
• 4 显示分辨率
显示分辨率是指监视器（显示器的分辨率），即指 显示器上最大可以显示的像素数集合，一般用在屏 幕上显示的水平和垂直像素数目表示，最大分辨率 为1024x768的显示器。计算机显示器的屏幕显示分 辨率由显卡决定。
如 一台激光打印机的设备分辨率在600-1200 DPI范 围内，数值越高，打印机输出效果越好。
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图像相关术语
• 3 PPI（pixel per inch） PPI是指每英寸的像素值，一般用于衡量一个图像 输入设备（如扫描仪）的分辨率的高低，反映图像 中存储信息量的多少，并决定图像的根本质量。Biblioteka 5.2 数字图像的基本类型
矢量图只存储图像内容的轮廓部分，而不是图像数 据的每一点。 向量处理存储图像内容的轮廓部分，而不存储图像 数据的每一个点。如，对于一个圆形团，只要存储 圆心的坐标位置和半径长度，以及圆形边线和内部 的颜色即可。 该存储方式的缺点是经常耗费大量的时间做一些复 杂的分析演算工作，但图像的缩放不会影响显示精 度，即图像不会失真，而且图像的存储空间较位图 方式要少得多。所以，向量处理比较适合存储各种 图标和工程设计图。
5.3 图像处理软件
• 针对不同的应用领域需要不同的图像处理算法，因 此用户最好还是根据对某个图像处理软件或高级程 序语言的掌握程度来编写自己的图像处理程序。
• 我们采用matlab来实现各种类型的图像处理。因为 数字图像实际上就是一组有序的离散数据，使用 matlab可以对这些离散数据形成的矩阵进行一次性 的处理。
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图像相关术语
• 7 灰度图像（gray image） 即为黑白图像。对于灰度等级为256的灰度图像，0 代表黑，255代表白色，从1到254的每个值分别代 表了介于黑色与白色之间的所有深浅不同的灰度色 调，灰度图像反映的实际上是图像的亮度信息 • 8 真彩色图像（color image） 即为人眼感受到的自然色彩的图像
5.1 简单的图像模型
对于N×N象素组成的图像，可以用矩阵来表示：
一幅图像可以用二维函数f(x,y)来表示
j
i
FN N
f11 f 21 ... f i1 ... f N1
f12 f 22 ... fi2 ... fN2
... ... ... ... ... ...
计算机一般采用两种方式存储静态图像： 位映射（Bitmap），即位图存储模式； 向量处理（Vector），也称矢量存储模式。 位图也称为栅格图像，是通过许多像素点表示一幅图 像，每个像素具有颜色属性和位置属性。
5.2 数字图像的基本类型
位映射是将图像的每一个像素点转换一个数据，并存 放在以字节为单位的矩阵中。这种存储模式较适合于 内容复杂的图像和真实的照片，如，用数码相机和扫 描仪获取的图像一般都存储为位图。 位图图像的缺点在于：随着分辨率以及颜色数的提高， 位图图像所占用的磁盘空间会急剧增大，同时在放大 图像的过程中，图像也会变得模糊而失真。
5.4 图像相关术语
• 1 像素（pixel） 像素是构成数字图像的最小单位，是图像采样的网 格单位。它是以矩阵的方式排列，每帧图像被描述 成由MxN个数据组成的矩阵，矩阵的每个元素就被 称为像素。 像素点是与图像的分辨率相关的，分辨率越高，像 素点越小，图像越清晰。
5.4 图像相关术语
• 2 DPI（dot per inch） DPI是指各类输出设备（如打印机、绘图仪等）每 英寸上所显示的像素点数，一般也称为设备分辨率。
• 6 查找表（look up table） 查找表又称为视频查找表、显示查找表、伪彩色查 找表或彩色调色板，简称LUT，是由图像采集卡上 分别代表R、G、B的3个读/写存储器所组成，每个 存储器包含256个单元，每单元占8位二进制位。 LUT中存放的是三基色光（红、绿、蓝）的映射参 数，将每一个像素的256级灰度值映射成红、绿和 蓝值。 LUT输出驱动3个模数转换器，将对应颜色 转换称电压值，经编码，送往彩色显示器显示彩色 图像。
5.2 数字图像的基本类型
位图也是记录每一个像素的颜色值，再把这些像素点 组合成一副图像。 矢量图是保存图像对象的位置和曲线、颜色的算法。 位图占用的存储空间较矢量图要大得多。
矢量图的显示速度较位图慢。
5.3 图像处理软件
• 能够进行图像处理的软件很多，其中最著名的就是 photoshop，该软件能够实现图像显示、增强、剪切、 滤波等一系列的操作，效果非常不错，由该软件生 成的图像文件格式目前已经作为国际标准予以存在。 • 许多人将图像处理与photoshop画上了等号，这是一 种非常错误的概念。 • photoshop只是一种通用的图像处理软件，一般是用 来提高视觉感受，而实际的图像处理工作主要是针 对不同的应用领域提取不同的信息的，这是 photoshop不善长甚至不支持的。