數(shù)字圖象處理第2講：圖像處理基礎(chǔ)知識(shí)資料

1、1數(shù)字圖像處理宋懷波機(jī)械與電子工程學(xué)院2數(shù)字圖像的基本概念數(shù)字圖像的基本概念 模擬圖像模擬圖像 連續(xù)的連續(xù)的，采用數(shù)字化（離散化）表示和數(shù)字技術(shù)處，采用數(shù)字化（離散化）表示和數(shù)字技術(shù)處理之前，圖像是連續(xù)的，這一類圖像稱為模擬圖像理之前，圖像是連續(xù)的，這一類圖像稱為模擬圖像或連續(xù)圖像或連續(xù)圖像 連續(xù)：連續(xù)：指從指從時(shí)間時(shí)間上和從上和從數(shù)值數(shù)值上是不間斷的上是不間斷的 數(shù)字圖像數(shù)字圖像 由連續(xù)的模擬圖像由連續(xù)的模擬圖像采樣采樣和和量化量化而得。而得。 數(shù)字圖像像素具有數(shù)字圖像像素具有整數(shù)坐標(biāo)整數(shù)坐標(biāo)和和整數(shù)灰度值整數(shù)灰度值。3第第2章章 圖像處理基礎(chǔ)知識(shí)圖像處理基礎(chǔ)知識(shí) 2.1 圖像數(shù)字化圖像數(shù)字

2、化 2.2 圖像數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)圖像數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 2.3 圖像文件格式圖像文件格式 2.4 圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)42.1 圖像數(shù)字化圖像數(shù)字化圖像的表示圖像的表示 物體所發(fā)出的光線進(jìn)入人眼，在人眼的視網(wǎng)膜上成象，物體所發(fā)出的光線進(jìn)入人眼，在人眼的視網(wǎng)膜上成象，這就是人眼所看到的客觀世界，稱之為這就是人眼所看到的客觀世界，稱之為景象景象。 “象象”反映了客觀景物的亮度和顏色隨空間位置和方反映了客觀景物的亮度和顏色隨空間位置和方向的變化，因此向的變化，因此“象象”是空間坐標(biāo)的函數(shù)。是空間坐標(biāo)的函數(shù)。 在空間圖像信息中，在空間圖像信息中，光強(qiáng)度光強(qiáng)度是其基本要素，它隨是其基本要素，它隨圖像圖像空間坐標(biāo)空間坐

3、標(biāo)(x,y,z)及光線的及光線的波長(zhǎng)波長(zhǎng)和和時(shí)間時(shí)間t的變化而變化，的變化而變化，因此空間圖像函數(shù)可表示為：因此空間圖像函數(shù)可表示為：),(tzyxfg平面圖像同樣可表示為：平面圖像同樣可表示為：),(tyxfg52.1.2 數(shù)字化原理數(shù)字化原理圖像數(shù)字化概述圖像數(shù)字化概述 數(shù)字化的數(shù)字化的目的目的是把真實(shí)的圖像轉(zhuǎn)變成計(jì)算機(jī)能夠接受的顯示是把真實(shí)的圖像轉(zhuǎn)變成計(jì)算機(jī)能夠接受的顯示和存儲(chǔ)格式，以便于計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析處理。和存儲(chǔ)格式，以便于計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析處理。 圖像的數(shù)字化過(guò)程分為圖像的數(shù)字化過(guò)程分為采樣、量化與編碼采樣、量化與編碼三步。三步。 采樣的采樣的實(shí)質(zhì)實(shí)質(zhì)就是要用多少個(gè)點(diǎn)來(lái)描述一張圖像，采樣

4、的結(jié)果就是要用多少個(gè)點(diǎn)來(lái)描述一張圖像，采樣的結(jié)果即通常所說(shuō)的圖像分辨率。如，一幅即通常所說(shuō)的圖像分辨率。如，一幅640480的圖像，表示這幅的圖像，表示這幅圖像由圖像由307200個(gè)像素點(diǎn)組成。個(gè)像素點(diǎn)組成。 采樣頻率是指一秒鐘內(nèi)采樣的次數(shù)，它反映了采樣點(diǎn)之間的采樣頻率是指一秒鐘內(nèi)采樣的次數(shù)，它反映了采樣點(diǎn)之間的間隔大小。間隔大小。 采樣頻率越高，得到的圖像樣本就越細(xì)膩逼真，圖像的質(zhì)量采樣頻率越高，得到的圖像樣本就越細(xì)膩逼真，圖像的質(zhì)量也越高，但要求的存儲(chǔ)量也越大。也越高，但要求的存儲(chǔ)量也越大。6量化量化 均勻量化：均勻量化：一刀切方式一刀切方式 非均勻量化非均勻量化 a）基于視覺(jué)特性：）基于

5、視覺(jué)特性：對(duì)亮度值急劇變化部分無(wú)需過(guò)細(xì)分層，進(jìn)行粗量對(duì)亮度值急劇變化部分無(wú)需過(guò)細(xì)分層，進(jìn)行粗量化化,對(duì)亮度值平緩變化部分需過(guò)細(xì)分層，進(jìn)行細(xì)量化對(duì)亮度值平緩變化部分需過(guò)細(xì)分層，進(jìn)行細(xì)量化 b）基于概率分布：）基于概率分布：先計(jì)算所有可能的亮度值出現(xiàn)的概率分布，對(duì)概先計(jì)算所有可能的亮度值出現(xiàn)的概率分布，對(duì)概率分布大的進(jìn)行細(xì)量化率分布大的進(jìn)行細(xì)量化,對(duì)概率分布小的進(jìn)行粗量化。對(duì)概率分布小的進(jìn)行粗量化。 非均勻量化可以減少量化誤差，又能用較少的比特?cái)?shù)實(shí)現(xiàn)量化非均勻量化可以減少量化誤差，又能用較少的比特?cái)?shù)實(shí)現(xiàn)量化2.1.2 數(shù)字化原理數(shù)字化原理1. 1.細(xì)節(jié)無(wú)需細(xì)分；細(xì)節(jié)無(wú)需細(xì)分；2. 2.概貌方需細(xì)化

6、。概貌方需細(xì)化。7均勻量化效果均勻量化效果8非均勻量化效果非均勻量化效果9T量化和采樣是兩個(gè)不同的概念，量化是在每個(gè)采樣點(diǎn)上進(jìn)量化和采樣是兩個(gè)不同的概念，量化是在每個(gè)采樣點(diǎn)上進(jìn)行的，所以行的，所以必須先采樣后量化必須先采樣后量化。T量化和采樣是圖像數(shù)字化的不可或缺的兩個(gè)操作，二者緊量化和采樣是圖像數(shù)字化的不可或缺的兩個(gè)操作，二者緊密相關(guān)，同時(shí)完成。密相關(guān)，同時(shí)完成。2.1.2 數(shù)字化原理數(shù)字化原理3.采樣和量化的關(guān)系采樣和量化的關(guān)系,f x yf x y采樣 空間離散的像素矩陣量化 對(duì)信號(hào)的幅度進(jìn)行離散分層的過(guò)程1010圖像采樣就是在水平和垂直方向上等間隔地分割成網(wǎng)狀圖像采樣就是在水平和垂直方

7、向上等間隔地分割成網(wǎng)狀1188 像素像素 (256色色) 1616像素像素(256色色) 3232像素像素 (256色色) 6464像素像素 (16位量化，位量化，65536種顏色種顏色) 不同采樣精度所獲得的圖像分辨率不同不同采樣精度所獲得的圖像分辨率不同馬賽克！12125 bit(32色色) 4 bit (16色色) 3 bit (8色色) 2 bit (4色色) 1 bit (2色色) 不同量化字長(zhǎng)的灰度圖象效果不同量化字長(zhǎng)的灰度圖象效果132.2 圖像數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)圖像數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)2.2.1 圖像模式圖像模式2.2.2 彩色空間彩色空間2.2.3 圖像存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)圖像存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)142.2.

8、1 圖像模式圖像模式1 1灰度圖像灰度圖像 可由黑白圖像數(shù)字化得可由黑白圖像數(shù)字化得到，或從彩色圖像進(jìn)行到，或從彩色圖像進(jìn)行去色處理得到（去色處理得到（256灰度灰度級(jí)）級(jí)）15灰度圖像灰度圖像p灰度圖像是指每個(gè)像素的信息由一個(gè)量化的灰度級(jí)灰度圖像是指每個(gè)像素的信息由一個(gè)量化的灰度級(jí)來(lái)描述的圖像，沒(méi)有彩色信息。來(lái)描述的圖像，沒(méi)有彩色信息。100220525180501202001500I162 2二值圖像二值圖像 灰度圖像經(jīng)過(guò)二值化處灰度圖像經(jīng)過(guò)二值化處理后的結(jié)果，兩個(gè)灰度理后的結(jié)果，兩個(gè)灰度級(jí)，只需用級(jí)，只需用1bit表示。表示。2.2.1 圖像模式圖像模式17黑白圖像是指圖像的每個(gè)像素只能

9、是黑或者白，沒(méi)有中間的過(guò)是指圖像的每個(gè)像素只能是黑或者白，沒(méi)有中間的過(guò)渡，故又稱為值圖像。渡，故又稱為值圖像。011100001I黑白圖像與二值圖像的關(guān)系？黑白圖像是二值圖像，二值圖像不一定是黑白圖像183 3彩色圖像彩色圖像v彩色圖像的數(shù)據(jù)不僅包含亮度信彩色圖像的數(shù)據(jù)不僅包含亮度信息，還要包含顏色信息。彩色的息，還要包含顏色信息。彩色的表示方法是多樣化的。表示方法是多樣化的。v三基色模型：三基色模型：v RGB（紅綠藍(lán)）（紅綠藍(lán)） RGB三基色可以混合成任意顏色。三基色可以混合成任意顏色。 2.2.1 圖像模式19彩色圖像彩色圖像 彩色圖像是指每個(gè)像素的信息由彩色圖像是指每個(gè)像素的信息由RG

10、B三原色構(gòu)成的三原色構(gòu)成的圖像，其中圖像，其中RGB是由不同的灰度級(jí)來(lái)描述的。是由不同的灰度級(jí)來(lái)描述的。00255800255240240255R02550160255255801600G25525525524000160800B20彩色圖像彩色圖像21MATLAB中的圖像中的圖像 v一、一、MATLAB 中的圖像文件格式中的圖像文件格式v二、圖像類型二、圖像類型v三、圖像類型轉(zhuǎn)換三、圖像類型轉(zhuǎn)換v四、圖像文件的讀寫(xiě)和查詢四、圖像文件的讀寫(xiě)和查詢22一、一、MATLAB 中的圖像文件格式中的圖像文件格式v1、PCX格式格式v2、BMP格式格式v3、HDF格式格式v4、JPEG格格式式v5、TI

11、FF格式格式v6、XWD格式格式v7、PNG格式格式MATLAB中的示例圖像在中的示例圖像在X:MATLAB701toolboximages imdemos其中其中X為為MATLAB的安裝根目錄。的安裝根目錄。23二、圖像類型二、圖像類型v1、索引圖像（、索引圖像（Indexed Image） v2、灰度圖像（、灰度圖像（Intensity Image）v3、真彩色圖像（、真彩色圖像（RGB Image）v4、二值圖像（、二值圖像（BW Image） 241、索引圖像（、索引圖像（Indexed Image）X矩陣矩陣Map矩陣矩陣25例如：顯示一幅索引圖像例如：顯示一幅索引圖像X,map=i

12、mread(canoe.tif);%讀入圖像讀入圖像image(X); %顯示圖像顯示圖像colormap(map); %設(shè)置顏色表設(shè)置顏色表image函數(shù)可以顯示圖像函數(shù)可以顯示圖像常用格式為：常用格式為：image(X)其中其中X為圖像矩陣為圖像矩陣1、索引圖像（、索引圖像（Indexed Image）262、灰度圖像（、灰度圖像（Intensity Image）273、真彩色圖像（、真彩色圖像（RGB Image）28例如：調(diào)用函數(shù)例如：調(diào)用函數(shù) image 來(lái)顯示來(lái)顯示 RGB 圖像。圖像。 RGB = imread(football.jpg); image(RGB);確定像素確定像素

13、(12，9)的顏色，可在命令行中鍵入的顏色，可在命令行中鍵入 RGB(12,9,:)3、真彩色圖像（、真彩色圖像（RGB Image）294、二值圖像（、二值圖像（BW Image）30例如：顯示例如：顯示 RGB 圖像。圖像。 BW = imread( blobs.png); imshow(RGB);imshow函數(shù)也可以顯示圖像函數(shù)也可以顯示圖像用法和用法和image類似類似imshow(X)其中其中X為圖像矩陣為圖像矩陣4、二值圖像（、二值圖像（BW Image）RGB=imread(xxx.jpg);GRAY=rgb2gray(RGB);LEVEL=graythresh(GRAY);B

14、W=im2bw(GRAY, LEVEL*256) imshow(RGB);31四、圖像文件的讀寫(xiě)和查四、圖像文件的讀寫(xiě)和查詢?cè)僾1、圖像文件信息的查詢、圖像文件信息的查詢 info = imfinfo(文件名文件名,文件格式文件格式) info = imfinfo(文件名文件名) v2、圖像文件的讀取、圖像文件的讀取A = imread(文件名文件名,文件格式文件格式) A = imread(文件名文件名.文件格式文件格式)X, map = imread(文件名文件名,文件格式文件格式) v3、圖像文件的保存、圖像文件的保存imwrite(A, 文件名文件名,文件格式文件格式) imwrite

15、(X,map, 文件名文件名,文件格式文件格式) imwrite(.,文件名文件名) imwrite(.,Parameter,Value,.) 3232v圖像處理中的色彩學(xué)知識(shí)圖像處理中的色彩學(xué)知識(shí)u認(rèn)識(shí)色彩認(rèn)識(shí)色彩u顏色是圖像至關(guān)重要的組成部分。顏色是圖像至關(guān)重要的組成部分。 色彩始于光，也源于光。色彩始于光，也源于光。 1672年牛頓用三棱鏡將太陽(yáng)光年牛頓用三棱鏡將太陽(yáng)光(白光白光)分解成紅、橙、分解成紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫黃、綠、青、藍(lán)、紫(品紅品紅)順序排列漸變的彩帶，順序排列漸變的彩帶， 這種現(xiàn)象稱作這種現(xiàn)象稱作色散色散(dispersion)。2.2.2 彩色空間3333u色彩

16、的三要素色彩的三要素p 視覺(jué)所感知的一切色彩現(xiàn)象，都具有視覺(jué)所感知的一切色彩現(xiàn)象，都具有亮度、色調(diào)和飽和度亮度、色調(diào)和飽和度三種三種性質(zhì)，這三種性質(zhì)稱為色彩的三要素。性質(zhì)，這三種性質(zhì)稱為色彩的三要素。 p 亮度亮度(Brightness)指光作用于人眼時(shí)所引起的明亮程度的感覺(jué)。指光作用于人眼時(shí)所引起的明亮程度的感覺(jué)。它與被觀察物體的發(fā)光強(qiáng)度有關(guān)。它與被觀察物體的發(fā)光強(qiáng)度有關(guān)。p 色調(diào)色調(diào)(Hue) 當(dāng)我們提到其中某一色的名稱時(shí)，就會(huì)有一個(gè)特定當(dāng)我們提到其中某一色的名稱時(shí)，就會(huì)有一個(gè)特定的色彩印象，這就是色調(diào)的概念。物體的色調(diào)與光波的的色彩印象，這就是色調(diào)的概念。物體的色調(diào)與光波的波長(zhǎng)波長(zhǎng)有有關(guān)

17、，不同的波長(zhǎng)反映不同的顏色感，關(guān)，不同的波長(zhǎng)反映不同的顏色感，它反映顏色的種類，是決它反映顏色的種類，是決定顏色的基本特性。定顏色的基本特性。p 飽和度飽和度(Saturation)指顏色的純度，或者說(shuō)指顏色的深淺程度。指顏色的純度，或者說(shuō)指顏色的深淺程度。對(duì)于同一色調(diào)的彩色光，飽和度越深顏色越鮮明。對(duì)于同一色調(diào)的彩色光，飽和度越深顏色越鮮明。3434色彩的基色色彩的基色基色是指互為獨(dú)立的單色，任一基色都不能由其他兩基色是指互為獨(dú)立的單色，任一基色都不能由其他兩種基色混合產(chǎn)生。種基色混合產(chǎn)生。 三基色是根據(jù)人對(duì)彩色視覺(jué)的大量實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)果。三基色是根據(jù)人對(duì)彩色視覺(jué)的大量實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)果。選擇紅、

18、綠和藍(lán)色這三種相互獨(dú)立的基色，按照不同選擇紅、綠和藍(lán)色這三種相互獨(dú)立的基色，按照不同比例組合，可以配出大部分與自然界色彩相符的顏色，比例組合，可以配出大部分與自然界色彩相符的顏色，同樣絕大多數(shù)顏色也可以分解成紅綠藍(lán)三種色光。同樣絕大多數(shù)顏色也可以分解成紅綠藍(lán)三種色光。3535 根據(jù)三基色原理，任意給定的彩色光根據(jù)三基色原理，任意給定的彩色光F的配色關(guān)系的配色關(guān)系式為：式為： F=RR+GG+BB 其中系數(shù)其中系數(shù)R 、G 、B稱為三色系數(shù)，稱為三色系數(shù)，R、G、B表表示各個(gè)基色的單位量。示各個(gè)基色的單位量。 以上配色關(guān)系又稱為以上配色關(guān)系又稱為RGB彩色空間彩色空間。3636u色彩模型色彩模型

19、u在進(jìn)行視頻圖像處理時(shí)，常常涉及到用幾種不同色彩在進(jìn)行視頻圖像處理時(shí)，常常涉及到用幾種不同色彩模型模型(或顏色模型或顏色模型)來(lái)表示圖像的顏色。來(lái)表示圖像的顏色。u使用色彩模型的目的：使用色彩模型的目的：u盡可能有效地描述顏色，以便需要時(shí)能方便選擇。盡可能有效地描述顏色，以便需要時(shí)能方便選擇。u各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域一般使用不同的色彩模型，如計(jì)算機(jī)顯各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域一般使用不同的色彩模型，如計(jì)算機(jī)顯示時(shí)采用示時(shí)采用RGB模型模型，彩色電視信號(hào)傳輸時(shí)采用，彩色電視信號(hào)傳輸時(shí)采用YUV模模型型，打印輸出彩色圖像時(shí)用，打印輸出彩色圖像時(shí)用CMY模型模型，還有另外一些，還有另外一些色彩模型的表示方法。色彩模型的表示

20、方法。3737RGB模型模型自然界常見(jiàn)的各種顏色，都可由紅自然界常見(jiàn)的各種顏色，都可由紅(R)、綠、綠(G)、藍(lán)、藍(lán)(B)三種顏色光按不同比例相配而成。同樣，絕大多三種顏色光按不同比例相配而成。同樣，絕大多數(shù)顏色光也可以分解成紅、綠、藍(lán)三種色彩。這就數(shù)顏色光也可以分解成紅、綠、藍(lán)三種色彩。這就是色度學(xué)的基本原理是色度學(xué)的基本原理三基色原理三基色原理。黃色青色紅紫色3838pRGB模式產(chǎn)生色彩的方式稱為模式產(chǎn)生色彩的方式稱為加色法加色法，因?yàn)椋驗(yàn)?沒(méi)有光沒(méi)有光是全黑，各色光加入后才產(chǎn)生色彩，同時(shí)越加越高，是全黑，各色光加入后才產(chǎn)生色彩，同時(shí)越加越高，加到極限時(shí)成為白色。加到極限時(shí)成為白色。p把

21、彩色圖片輸入到計(jì)算機(jī)的彩色掃描儀則是利用它的把彩色圖片輸入到計(jì)算機(jī)的彩色掃描儀則是利用它的逆過(guò)程。掃描是把一幅彩色圖片分解成逆過(guò)程。掃描是把一幅彩色圖片分解成R、G、B三三種基色，每一種基色的數(shù)據(jù)代表特定顏色的強(qiáng)度，當(dāng)種基色，每一種基色的數(shù)據(jù)代表特定顏色的強(qiáng)度，當(dāng)這三種基色的數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中重新混合時(shí)又顯示出它這三種基色的數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中重新混合時(shí)又顯示出它原來(lái)的顏色。原來(lái)的顏色。39HSL模型（模型（or HSI）HSL (Hue, Saturation, Lightness)模型是使用模型是使用H、S和和L生成顏色。生成顏色。H為色調(diào)，改變它的數(shù)值可生成不同的顏色表示；為色調(diào)，改變它的數(shù)值可生

22、成不同的顏色表示；S為飽和度，改變它可使顏色變亮或變暗；為飽和度，改變它可使顏色變亮或變暗；L為亮度參量。為亮度參量。HSL模型描述顏色更加自然，符合人眼對(duì)顏色的感模型描述顏色更加自然，符合人眼對(duì)顏色的感知方式，比較容易理解，但使用時(shí)不方便。知方式，比較容易理解，但使用時(shí)不方便。HSL和和RGB色彩模型之間是線性關(guān)系，使得顏色的色彩模型之間是線性關(guān)系，使得顏色的編輯十分直觀方便，有助于理解這兩種色彩模型編輯十分直觀方便，有助于理解這兩種色彩模型。4040 打印時(shí)一般需要使用打印時(shí)一般需要使用CMY模型。模型。CMY模型模型(Cyan、Magenta、Yellow)是采是采用青、粉紅、黃色三種基

23、本顏色按一定比例合成顏色的方法。用青、粉紅、黃色三種基本顏色按一定比例合成顏色的方法。 CMY模式和模式和RGB模式不同，因?yàn)樯实漠a(chǎn)生不是直接來(lái)自于光線的色彩，模式不同，因?yàn)樯实漠a(chǎn)生不是直接來(lái)自于光線的色彩，而是由照射在顏料上放射回來(lái)的光線所產(chǎn)生。顏料會(huì)吸收一部分光線，而而是由照射在顏料上放射回來(lái)的光線所產(chǎn)生。顏料會(huì)吸收一部分光線，而未吸收的光線會(huì)反射出來(lái)，成為視覺(jué)判定顏色的依據(jù)，這種色彩的產(chǎn)生方未吸收的光線會(huì)反射出來(lái)，成為視覺(jué)判定顏色的依據(jù)，這種色彩的產(chǎn)生方式稱為式稱為減色法減色法。 所有的顏料都加入后才能成為純黑，當(dāng)顏料減少時(shí)才開(kāi)始出現(xiàn)色彩，顏料所有的顏料都加入后才能成為純黑，當(dāng)顏料減

24、少時(shí)才開(kāi)始出現(xiàn)色彩，顏料全部除去后才成為白色。全部除去后才成為白色。 理論上理論上CMY三基色可制作出所需要的各種顏色，但實(shí)際上同量的三基色可制作出所需要的各種顏色，但實(shí)際上同量的CMY混合混合后并不能產(chǎn)生完善的黑色或灰色，因此在印刷時(shí)必須加上一個(gè)黑色后并不能產(chǎn)生完善的黑色或灰色，因此在印刷時(shí)必須加上一個(gè)黑色(Black)，這樣，又稱為這樣，又稱為CMYK模式模式。CMY模型模型41原始圖像原始圖像飽和度分量飽和度分量42HSL模型模型rgb2hsv43原始圖像原始圖像我的結(jié)果我的結(jié)果對(duì)比結(jié)果對(duì)比結(jié)果HSL模型模型4444CMY模型模型 打印時(shí)一般需要使用打印時(shí)一般需要使用CMY模型。模型。C

25、MY模型模型(Cyan、Magenta、Yellow)是采用青、粉紅、黃色三種基本顏色按一定比例合成顏是采用青、粉紅、黃色三種基本顏色按一定比例合成顏色的方法。色的方法。 CMY模式：由照射在顏料上反射回來(lái)的光線所產(chǎn)生。顏料會(huì)吸模式：由照射在顏料上反射回來(lái)的光線所產(chǎn)生。顏料會(huì)吸收一部分光線，而未吸收的光線會(huì)反射出來(lái)，成為視覺(jué)判定顏收一部分光線，而未吸收的光線會(huì)反射出來(lái)，成為視覺(jué)判定顏色的依據(jù)，這種色彩的產(chǎn)生方式稱為色的依據(jù)，這種色彩的產(chǎn)生方式稱為減色法減色法。 所有的顏料都加入后才能成為純黑，當(dāng)顏料減少時(shí)才開(kāi)始出現(xiàn)所有的顏料都加入后才能成為純黑，當(dāng)顏料減少時(shí)才開(kāi)始出現(xiàn)色彩，顏料全部除去后才成為

26、白色。色彩，顏料全部除去后才成為白色。 理論上理論上CMY三基色可制作出所需要的各種顏色，但實(shí)際上同量三基色可制作出所需要的各種顏色，但實(shí)際上同量的的CMY混合后并不能產(chǎn)生完善的黑色或灰色，因此在印刷時(shí)必混合后并不能產(chǎn)生完善的黑色或灰色，因此在印刷時(shí)必須加上一個(gè)黑色須加上一個(gè)黑色(Black)，這樣，又稱為，這樣，又稱為CMYK模式模式。452.3 圖像文件格式圖像文件格式2.3.1 BMP文件格式文件格式2.3.2 GIF文件格式文件格式2.3.3 TIFF文件格式文件格式2.3.4 JPEG文件格式文件格式2.3.5 DICOM文件格式文件格式462.3.1 BMP文件格式文件格式vWin

27、dows中定義了兩種位圖文件類型：中定義了兩種位圖文件類型：一般位圖文件格式一般位圖文件格式，設(shè)設(shè)備無(wú)關(guān)位圖備無(wú)關(guān)位圖文件格式。文件格式。vBMP圖像文件的結(jié)構(gòu)可以分為如下三個(gè)部分：圖像文件的結(jié)構(gòu)可以分為如下三個(gè)部分：文件頭文件頭（由位圖（由位圖像文件和位圖信息頭兩部分組成），像文件和位圖信息頭兩部分組成），調(diào)色板數(shù)據(jù)調(diào)色板數(shù)據(jù)，圖像數(shù)據(jù)圖像數(shù)據(jù)。v其中文件頭的長(zhǎng)度為固定值其中文件頭的長(zhǎng)度為固定值54個(gè)字節(jié)；調(diào)色板數(shù)據(jù)對(duì)所有不超個(gè)字節(jié)；調(diào)色板數(shù)據(jù)對(duì)所有不超過(guò)過(guò)256色的圖像模式都需要進(jìn)行設(shè)置，即使是單色圖像模式也色的圖像模式都需要進(jìn)行設(shè)置，即使是單色圖像模式也不例外。不例外。47 BITMAP

28、FILEHEADER包含文件類型和大小等信息，定義為：包含文件類型和大小等信息，定義為：typedef struct tagBITMAPFILEHEADER WORDbfType;/*代表代表BMP格式，必為格式，必為“BM”即即“0 x4d42”*/DWORD bfSize; /* BMP文件總字節(jié)數(shù)文件總字節(jié)數(shù)*/ WORD bfReserved1;/*預(yù)留，必為預(yù)留，必為0*/WORD bfReserved2; /*預(yù)留，必為預(yù)留，必為0*/ DWORD bfOffBits; /*以字節(jié)為單位，表示圖像數(shù)據(jù)在文件內(nèi)的起始地址，即以字節(jié)為單位，表示圖像數(shù)據(jù)在文件內(nèi)的起始地址，即圖像數(shù)據(jù)針對(duì)

29、文件頭的偏移量圖像數(shù)據(jù)針對(duì)文件頭的偏移量*/ BITMAPFILEHEADER 2.3.1 位圖文件頭位圖文件頭BITMAPFILEHEADER48BITMAPINFOHEADER包含位圖的尺寸和顏色格式等信息，其定義如下：包含位圖的尺寸和顏色格式等信息，其定義如下：typedef struct tagBITMAPINFOHEADERDWORDbiSize;/*bitmapinfo結(jié)構(gòu)的字節(jié)數(shù)為結(jié)構(gòu)的字節(jié)數(shù)為40*/ LONGbiWidth; /*圖像寬度圖像寬度(像素?cái)?shù)像素?cái)?shù))*/ LONG biHeight; /*圖像高度圖像高度(像素?cái)?shù)像素?cái)?shù))*/WORDbiPlanes; /*目標(biāo)設(shè)備

30、平面數(shù)，總為目標(biāo)設(shè)備平面數(shù)，總為1*/WORDbiBitCount;/*每像素位數(shù)，可為每像素位數(shù)，可為1、4、8或或24*/ /*數(shù)據(jù)壓縮方式，為數(shù)據(jù)壓縮方式，為0(不壓縮不壓縮)；1(BI_RLE8)或或2(BI_RLE4)*/DWORDbiCompression;DWORDbiSizeImage; / 位圖的大小，以字節(jié)表示位圖的大小，以字節(jié)表示*/LONGbiXPelsPerMeter; /*設(shè)備水平分辨率設(shè)備水平分辨率,以每米像素?cái)?shù)為單位以每米像素?cái)?shù)為單位*/LONGbiYPelsPerMeter; /*設(shè)備垂直分辨率設(shè)備垂直分辨率,以每米像素?cái)?shù)為單位以每米像素?cái)?shù)為單位*/DWORD

31、biClrUsed;/*位圖使用的顏色數(shù)位圖使用的顏色數(shù),0表示所有顏色都使用表示所有顏色都使用*/ DWORDbiClrImportant;/*重要的顏色索引重要的顏色索引,0表示所有顏色均重要表示所有顏色均重要*/ BITMAPINFOHEADER2.3.2 位圖信息頭位圖信息頭BITMAPINFOHEADER49bfType=4D42H=“BM”bfSize=000027A0H=10144Reserverd1=0Reserverd2=0bfOffset=0000003EHbiHeight=000000FCH=252biPlanes=0001HbiBitCount=0001HbiCompr

32、ession=00000000HbiSizeImage= 00000000HbiXpelsPerMeter=00000B12H=2834biClrImportant=00000000HbiClrUsed=00000000HbiYpelsPerMeter=00000B12H=2834biWidth=00000140H=320biSize=00000028H=40圖像文件頭示例圖像文件頭示例50bfType=4D42H=“BM”bfSize=000027A0H=10144Reserverd1=0Reserverd2=0bfOffset=0000003EHbiHeight=000000FCH=252

33、biPlanes=0001HbiBitCount=0001HbiCompression=00000000HbiSizeImage= 00000000HbiXpelsPerMeter=00000B12H=2834biClrImportant=00000000HbiClrUsed=00000000HbiYpelsPerMeter=00000B12H=2834biWidth=00000140H=320biSize=00000028H=40圖像文件頭示例圖像文件頭示例51bfType=4D42H=“BM”bfSize=000027A0H=10144Reserverd1=0Reserverd2=0bfO

34、ffset=0000003EHbiHeight=000000FCH=252biPlanes=0001HbiBitCount=0001HbiCompression=00000000HbiSizeImage= 00000000HbiXpelsPerMeter=00000B12H=2834biClrImportant=00000000HbiClrUsed=00000000HbiYpelsPerMeter=00000B12H=2834biWidth=00000140H=320biSize=00000028H=40圖像文件頭示例圖像文件頭示例52bfType=4D42H=“BM”bfSize=00002

35、7A0H=10144Reserverd1=0Reserverd2=0bfOffset=0000003EHbiHeight=000000FCH=252biPlanes=0001HbiBitCount=0001HbiCompression=00000000HbiSizeImage= 00000000HbiXpelsPerMeter=00000B12H=2834biClrImportant=00000000HbiClrUsed=00000000HbiYpelsPerMeter=00000B12H=2834biWidth=00000140H=320biSize=00000028H=40圖像文件頭示例圖

36、像文件頭示例53bfType=4D42H=“BM”bfSize=000027A0H=10144Reserverd1=0Reserverd2=0bfOffset=0000003EHbiHeight=000000FCH=252biPlanes=0001HbiBitCount=0001HbiCompression=00000000HbiSizeImage= 00000000HbiXpelsPerMeter=00000B12H=2834biClrImportant=00000000HbiClrUsed=00000000HbiYpelsPerMeter=00000B12H=2834biWidth=000

37、00140H=320biSize=00000028H=40圖像文件頭示例圖像文件頭示例54bfType=4D42H=“BM”bfSize=000027A0H=10144Reserverd1=0Reserverd2=0bfOffset=0000003EHbiHeight=000000FCH=252biPlanes=0001HbiBitCount=0001HbiCompression=00000000HbiSizeImage= 00000000HbiXpelsPerMeter=00000B12H=2834biClrImportant=00000000HbiClrUsed=00000000HbiYp

38、elsPerMeter=00000B12H=2834biWidth=00000140H=320biSize=00000028H=40圖像文件頭示例圖像文件頭示例55bfType=4D42H=“BM”bfSize=000027A0H=10144Reserverd1=0Reserverd2=0bfOffset=0000003EHbiHeight=000000FCH=252biPlanes=0001HbiBitCount=0001HbiCompression=00000000HbiSizeImage= 00000000HbiXpelsPerMeter=00000B12H=2834biClrImpor

39、tant=00000000HbiClrUsed=00000000HbiYpelsPerMeter=00000B12H=2834biWidth=00000140H=320biSize=00000028H=40圖像文件頭示例圖像文件頭示例56bfType=4D42H=“BM”bfSize=000027A0H=10144Reserverd1=0Reserverd2=0bfOffset=0000003EHbiHeight=000000FCH=252biPlanes=0001HbiBitCount=0001HbiCompression=00000000HbiSizeImage= 00000000HbiX

40、pelsPerMeter=00000B12H=2834biClrImportant=00000000HbiClrUsed=00000000HbiYpelsPerMeter=00000B12H=2834biWidth=00000140H=320biSize=00000028H=40圖像文件頭示例圖像文件頭示例57bfType=4D42H=“BM”bfSize=000027A0H=10144Reserverd1=0Reserverd2=0bfOffset=0000003EHbiHeight=000000FCH=252biPlanes=0001HbiBitCount=0001HbiCompressi

41、on=00000000HbiSizeImage= 00000000HbiXpelsPerMeter=00000B12H=2834biClrImportant=00000000HbiClrUsed=00000000HbiYpelsPerMeter=00000B12H=2834biWidth=00000140H=320biSize=00000028H=40圖像文件頭示例圖像文件頭示例58bfType=4D42H=“BM”bfSize=000027A0H=10144Reserverd1=0Reserverd2=0bfOffset=0000003EHbiHeight=000000FCH=252biPl

42、anes=0001HbiBitCount=0001HbiCompression=00000000HbiSizeImage= 00000000HbiXpelsPerMeter=00000B12H=2834biClrImportant=00000000HbiClrUsed=00000000HbiYpelsPerMeter=00000B12H=2834biWidth=00000140H=320biSize=00000028H=40圖像文件頭示例圖像文件頭示例59bfType=4D42H=“BM”bfSize=000027A0H=10144Reserverd1=0Reserverd2=0bfOffse

43、t=0000003EHbiHeight=000000FCH=252biPlanes=0001HbiBitCount=0001HbiCompression=00000000HbiSizeImage= 00000000HbiXpelsPerMeter=00000B12H=2834biClrImportant=00000000HbiClrUsed=00000000HbiYpelsPerMeter=00000B12H=2834biWidth=00000140H=320biSize=00000028H=40圖像文件頭示例圖像文件頭示例60bfType=4D42H=“BM”bfSize=000027A0H

44、=10144Reserverd1=0Reserverd2=0bfOffset=0000003EHbiHeight=000000FCH=252biPlanes=0001HbiBitCount=0001HbiCompression=00000000HbiSizeImage= 00000000HbiXpelsPerMeter=00000B12H=2834biClrImportant=00000000HbiClrUsed=00000000HbiYpelsPerMeter=00000B12H=2834biWidth=00000140H=320biSize=00000028H=40圖像文件頭示例圖像文件頭

45、示例61bfType=4D42H=“BM”bfSize=000027A0H=10144Reserverd1=0Reserverd2=0bfOffset=0000003EHbiHeight=000000FCH=252biPlanes=0001HbiBitCount=0001HbiCompression=00000000HbiSizeImage= 00000000HbiXpelsPerMeter=00000B12H=2834biClrImportant=00000000HbiClrUsed=00000000HbiYpelsPerMeter=00000B12H=2834biWidth=0000014

46、0H=320biSize=00000028H=40圖像文件頭示例圖像文件頭示例62bfType=4D42H=“BM”bfSize=000027A0H=10144Reserverd1=0Reserverd2=0bfOffset=0000003EHbiHeight=000000FCH=252biPlanes=0001HbiBitCount=0001HbiCompression=00000000HbiSizeImage= 00000000HbiXpelsPerMeter=00000B12H=2834biClrImportant=00000000HbiClrUsed=00000000HbiYpelsP

47、erMeter=00000B12H=2834biWidth=00000140H=320biSize=00000028H=40圖像文件頭示例圖像文件頭示例63bfType=4D42H=“BM”bfSize=000027A0H=10144Reserverd1=0Reserverd2=0bfOffset=0000003EHbiHeight=000000FCH=252biPlanes=0001HbiBitCount=0001HbiCompression=00000000HbiSizeImage= 00000000HbiXpelsPerMeter=00000B12H=2834biClrImportant

48、=00000000HbiClrUsed=00000000HbiYpelsPerMeter=00000B12H=2834biWidth=00000140H=320biSize=00000028H=40圖像文件頭示例圖像文件頭示例64bfType=4D42H=“BM”bfSize=000027A0H=10144Reserverd1=0Reserverd2=0bfOffset=0000003EHbiHeight=000000FCH=252biPlanes=0001HbiBitCount=0001HbiCompression=00000000HbiSizeImage= 00000000HbiXpels

49、PerMeter=00000B12H=2834biClrImportant=00000000HbiClrUsed=00000000HbiYpelsPerMeter=00000B12H=2834biWidth=00000140H=320biSize=00000028H=40圖像文件頭示例圖像文件頭示例65bfType=4D42H=“BM”bfSize=0003B138H=241976Reserverd1=0Reserverd2=0bfOffset=00000036HbiHeight=000000FCH=252biPlanes=0001HbiBitCount=0018H=24biCompressi

50、on=00000000HbiSizeImage= 00000000HbiXpelsPerMeter=00000B12H=2834biClrImportant=00000000HbiClrUsed=00000000HbiYpelsPerMeter=00000B12H=2834biWidth=00000140H=320biSize=00000028H=40圖像文件頭示例圖像文件頭示例66 如果位圖的描述還需要調(diào)色板數(shù)據(jù)，則應(yīng)該在如果位圖的描述還需要調(diào)色板數(shù)據(jù)，則應(yīng)該在BMP文件頭之后定文件頭之后定義一個(gè)顏色表，它義一個(gè)顏色表，它包含若干個(gè)表項(xiàng)包含若干個(gè)表項(xiàng)。其中，。其中，每一個(gè)表項(xiàng)定義了一種每一個(gè)

51、表項(xiàng)定義了一種顏色顏色，Windows將其定義為如下的將其定義為如下的RGBQUAD結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：typedef tagRGBQUADBYTE rgbBlue；BYTE rgbGreen；BYTE rgbRed；BYTE rgbReserved；RGBQUAD； 注意：注意：RGBQUAD數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，增加了一個(gè)保留字段，它不代表數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，增加了一個(gè)保留字段，它不代表任何意義，必須取固定值任何意義，必須取固定值0。若某個(gè)調(diào)色板項(xiàng)為若某個(gè)調(diào)色板項(xiàng)為 “00，00，F(xiàn)F，00”，則表示該點(diǎn)的顏色為，則表示該點(diǎn)的顏色為:純紅色，純紅色，而不是純藍(lán)色。而不是純藍(lán)色。調(diào)色板數(shù)據(jù)調(diào)色板數(shù)據(jù)67 位圖數(shù)據(jù)陣列

52、記錄了位圖中的每一個(gè)像素值。位位圖數(shù)據(jù)陣列記錄了位圖中的每一個(gè)像素值。位圖數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度由圖數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度由圖像尺寸、像素的位數(shù)和壓縮方式圖像尺寸、像素的位數(shù)和壓縮方式等等共同決定。共同決定。 在生成位圖文件時(shí)，在生成位圖文件時(shí)，Windows 從位圖的左下角開(kāi)從位圖的左下角開(kāi)始始(即即從左到右從下到上從左到右從下到上)逐行掃描位圖，將位圖的像逐行掃描位圖，將位圖的像素值一一記錄下來(lái)，這些記錄像素值的字節(jié)組成了位素值一一記錄下來(lái)，這些記錄像素值的字節(jié)組成了位圖陣列。圖陣列。 對(duì)于對(duì)于24位位BMP，其像素?cái)?shù)據(jù)由藍(lán)綠紅分量組成。，其像素?cái)?shù)據(jù)由藍(lán)綠紅分量組成。2.3.5 位圖數(shù)據(jù)位圖數(shù)據(jù)68 圖像數(shù)據(jù)文件頭調(diào)色板rgbBLUE=49HrgbGREEN=3CHrgbRED=2CHrgbReserved=00H調(diào)色板索引=CBH =20369 圖像數(shù)據(jù)文件頭BLUE=85HGREEN=95HRED=95H70 左下角位置712.3 圖像文件格式圖像文件格式2.3.