圖形與圖像處理技術(shù)

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1、第十二章圖形與圖像處理技術(shù)網(wǎng)絡(luò)與多媒體技術(shù)圖形與圖像處理技術(shù)圖形與圖像12.1圖像的數(shù)字化12.2數(shù)字圖像的文件格式12.3圖像處理軟件12.412.1圖形與圖像12.1.1圖形圖形（Graphic）一般指用計(jì)算機(jī)繪制的畫面，如直線、圓、圓弧、矩形、任意曲線和圖表等。圖形的格式是一組描述點(diǎn)、線、面等幾何圖形的大小、形狀及其位置、維數(shù)的指令集合。在圖形文件中只記錄生成圖的算法和圖上的某些特征點(diǎn)，因此也稱矢量圖。12.1.1圖形圖形軟件：編輯和顯示矢量圖的軟件；這些軟件可以產(chǎn)生和操作矢量圖的各個(gè)成分，并對(duì)矢量圖的各個(gè)組成部分進(jìn)行移動(dòng)、縮放、疊加、旋轉(zhuǎn)和扭曲

2、等變換，而不會(huì)破壞圖像的清晰度，顯示時(shí)通過延時(shí)處理能看到繪圖的過程。矢量圖：主要用于表示線框型的圖畫、工程制圖、美術(shù)字等。用矢量圖表示復(fù)雜圖像如人物、風(fēng)景照片等對(duì)象并要求較高質(zhì)量時(shí)，需要花費(fèi)大量的時(shí)間進(jìn)行交換、著色、處理光照效果等。12.1.2圖像圖像（Image）是指由攝像機(jī)或掃描儀等輸入設(shè)備捕捉的實(shí)際場(chǎng)景畫面，或以數(shù)字化形式存儲(chǔ)的任意畫面。靜止的圖像是一個(gè)矩陣，陣列中的各項(xiàng)數(shù)字用來描述構(gòu)成圖像的各個(gè)點(diǎn)（稱為像素點(diǎn)pixel）的強(qiáng)度與顏色等信息。這種圖像也稱為位圖（bit-mappedpicture）。12.1.2圖像位圖圖像：由一組進(jìn)制位組成，這些

3、位定義圖像中每個(gè)像素點(diǎn)的顏色和亮度。二值圖和彩色圖二值圖：黑白圖彩色圖：真彩色、偽彩色位圖圖像適合于表現(xiàn)比較細(xì)膩、層次較多、色彩較豐富、包含大量細(xì)節(jié)的圖像。顯示速度快、占用存儲(chǔ)空間較大12.1.3圖形與圖像的區(qū)別圖形圖像存儲(chǔ)方式畫圖函數(shù)像素的位置、顏色和灰度縮放不失真、能適應(yīng)不同分辨率會(huì)失真處理方式旋轉(zhuǎn)、扭曲、拉伸對(duì)比度增強(qiáng)、邊緣檢測(cè)算法幾何算法濾波、統(tǒng)計(jì)算法其他根據(jù)客觀事物主觀形成對(duì)客觀事物的真實(shí)描述12.2圖像的數(shù)字化數(shù)字化：是將許多復(fù)雜多變的信息轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢远攘康臄?shù)字，再以數(shù)字建立起適當(dāng)?shù)臄?shù)字化模型，把它們轉(zhuǎn)變?yōu)橐幌盗卸M(jìn)制代碼，引入計(jì)算機(jī)內(nèi)部，進(jìn)

4、行統(tǒng)一處理。數(shù)字化將任何連續(xù)變化的輸入分離為獨(dú)立的單元，在計(jì)算機(jī)中用數(shù)字“0”和“1”表示。圖像獲取設(shè)備：從現(xiàn)實(shí)世界中獲取數(shù)字圖像所使用的設(shè)備通稱數(shù)字轉(zhuǎn)換設(shè)備獲取圖像的過程實(shí)質(zhì)上是信號(hào)掃描和數(shù)字化的過程，它的處理步驟大體分為采樣、量化、編碼三個(gè)步驟12.2.1采樣圖像分辨率：在（X，Y）坐標(biāo)上對(duì)圖像進(jìn)行采樣（也稱為掃描），類似于聲音信號(hào)在時(shí)間軸上的采樣要確定采樣頻率一樣，在圖像信號(hào)坐標(biāo)軸上的采樣也要確定一個(gè)采樣間隔，這個(gè)間隔即為圖像分辨率。取樣點(diǎn)：將一幅畫面分為M*N個(gè)網(wǎng)格，每個(gè)網(wǎng)格稱為一個(gè)取樣點(diǎn)，用其亮度值來表示。采樣原理：12.2.2量化量化：將掃

5、描得到的離散的像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的連續(xù)色彩值進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，稱為量化。原理：實(shí)際就是把采樣后的樣本值的范圍分為有限個(gè)區(qū)域，把落入某區(qū)域中的所有樣本值用同一值表示，是用有限的離散數(shù)值量來代替無限的連續(xù)模擬量的一種映射操作。量化級(jí)數(shù)：量化時(shí)所確定的離散取值個(gè)數(shù)。量化字長(zhǎng)：也稱圖像深度，量化的亮度值（或色彩值）所需的二進(jìn)制位數(shù)。12.2.3編碼編碼：把離散的像素矩陣按一定方式編成二進(jìn)制編碼組，所得到的圖像數(shù)據(jù)按某種圖像格式記錄在圖像文件中。圖像的分辨率越高，圖像深度越深，則數(shù)字化后的圖像效果越逼真，圖像數(shù)據(jù)量就越大。壓縮編碼技術(shù)：實(shí)現(xiàn)圖像傳輸與存儲(chǔ)的關(guān)鍵，常用的圖像

6、壓縮編碼有預(yù)測(cè)編碼和變換編碼。12.2.4數(shù)字圖形、圖像的性能指標(biāo)1、分辨率顯示分辨率、圖像分辨率、像素分辨率顯示分辨率：在某種顯示方式下,顯示器屏幕上的最大顯示區(qū)域，即水平與垂直方向的像素個(gè)數(shù)。圖像分辨率：數(shù)字化圖像的大小，即該圖像的水平與垂直方向的像素個(gè)數(shù)。像素分辨率：指像素的寬和高的比例,一般為1:1。1、分辨率相同大小的顯示屏上，顯示分辨率越高，像素越高，像素密度越大，顯示的圖像越精細(xì)，但同一字號(hào)的字在屏幕上卻顯得越小。顯示分辨率：最大顯示分辨率和當(dāng)前顯示分辨率最大顯示分辨率由顯示器和顯卡（顯示緩存）決定；當(dāng)前顯示分辨率由當(dāng)前設(shè)置的參數(shù)決定。圖

7、像分辨率決定圖像的顯示質(zhì)量。圖像分辨率和顯示分辨率決定了顯示圖像的大小。12.2.4數(shù)字圖形、圖像的性能指標(biāo)2、顏色深度是指記錄每個(gè)像素所使用的二進(jìn)制位數(shù)。對(duì)于彩色圖像，顏色深度決定了圖像可以使用的最大顏色數(shù)目。對(duì)于灰度圖像，顏色深度決定了該圖像可以使用的亮度級(jí)別數(shù)目。顏色深度越大，顯示的圖像越豐富，畫面越好，但數(shù)據(jù)量也隨之增長(zhǎng)。12.2.4數(shù)字圖形、圖像的性能指標(biāo)3、顏色類型圖像的顏色需要使用三維空間來表示，但表示法不唯一，每個(gè)像素點(diǎn)的圖像深度的分配與圖像所使用的顏色空間有關(guān)。真彩色：圖像中的每個(gè)像素值都分成R、G、B三個(gè)基色分量，每個(gè)基色分量直接決

8、定其基色的強(qiáng)度。偽彩色：圖像的每個(gè)像素值實(shí)際上是一個(gè)索引值或代碼值。該代碼值作為顏色查找表CL