第3章 數(shù)字圖像信息處理

3.1色彩基礎(chǔ)知識(shí)3.2圖像處理基礎(chǔ)3.3圖像處理軟件PhotoshopCC第3章數(shù)字圖像信息處理3.1.2色彩模式3.1.1色彩3.1色彩基礎(chǔ)知識(shí)3.1.1色彩色彩就是當(dāng)光線照射到物體后使視覺神經(jīng)產(chǎn)生的感受。認(rèn)識(shí)色彩

色彩的產(chǎn)生重要是因?yàn)槿搜劢邮諄碜晕矬w表面或內(nèi)部對(duì)于光源的反射或透射，因此色彩是由光、物體特性與人眼視覺機(jī)構(gòu)等3大因素所涵蓋。1色彩三要素色相、明度、飽和度色相：不同波長(zhǎng)的光刺激所引起的不同顏色心理反應(yīng)。明度：光作用于人眼時(shí)所引起的明亮程度的感覺。飽和度：是指顏色的純度，或者說顏色的深淺程度，即摻入白光的程度。例如，當(dāng)紅色加進(jìn)白光后，由于飽和度降低，紅色被沖淡成粉紅色。2色彩三原色色彩三原色也叫三基色，是根據(jù)人眼對(duì)彩色視覺的大量實(shí)驗(yàn)得出的?；腔楠?dú)立的單色，任一基色都不能由其他兩種基色混合產(chǎn)生。選擇紅、綠、藍(lán)三種互相獨(dú)立的基色，按照不同比例組合，可以配出自然界中的各種顏色。3色彩對(duì)比色彩對(duì)比是圖像處理常用的手法，目的在于突出主題或核心文字、標(biāo)志以及陪襯出畫面的內(nèi)容和意圖等。色彩對(duì)比包括明度對(duì)比、色相對(duì)比、純度對(duì)比、冷暖對(duì)比、補(bǔ)色對(duì)比、黑白灰對(duì)比、色彩的面積大小對(duì)比等。通常情況下，色彩對(duì)比主要指色彩的冷暖對(duì)比。圖像畫面從色調(diào)上劃分，可分為冷調(diào)和暖調(diào)兩大類。紅、橙、黃為曖調(diào)，青、藍(lán)、紫為冷調(diào)，綠為中間調(diào)，不冷也不暖。圖像中暖色調(diào)有前進(jìn)感，冷色調(diào)有后退感。色彩對(duì)比的規(guī)律是：在暖色調(diào)的環(huán)境中，冷色調(diào)的主體醒目，在冷調(diào)的環(huán)境中，暖調(diào)主體最突出。4色彩情感

色彩情感指不同波長(zhǎng)色彩的光信息作用于人的視覺器官，通過視覺神經(jīng)傳入大腦后，經(jīng)過思維，與以往的記憶及經(jīng)驗(yàn)產(chǎn)生聯(lián)想，從而形成一系列的色彩心理反應(yīng)。

內(nèi)容色彩具體事物的類似性抽象心情的象征性紅火、鮮血、紅旗熱情、喜慶、幸福、革命、活力橙橙子、桔子、木瓜、晚霞、秋葉溫情、活潑、甜美、明朗、時(shí)尚黃檸檬、香蕉、油菜花、糕點(diǎn)、黃金光明、高貴、輕快、希望、智慧綠草地、森林、綠葉青春、新鮮、清爽、安靜、和平藍(lán)大海、天空平靜、理智、清潔、沉默、透明紫葡萄、茄子高貴、神秘、優(yōu)雅、尊嚴(yán)、壓迫白白云、白雪、白紙純潔、高雅、衛(wèi)生、神圣、明快黑煤炭、黑發(fā)、墨、黑夜深沉、嚴(yán)肅、死亡、剛健、冷淡灰霧霾天氣、混泥土、冬天的天空中庸、平凡、憂郁、沉默、絕望顏色色彩聯(lián)想表5顏色深度指存儲(chǔ)每個(gè)像素顏色所用的位數(shù)，決定彩色圖像的每個(gè)像素可能有的顏色數(shù)，或者確定灰度圖像的每個(gè)像素可能有的的灰度級(jí)別。常用的色彩深度有1位、8位、24位和32位。一個(gè)1位的圖像包含多少種顏色？一幅圖像的顏色深度為8位，則可以顯示的顏色數(shù)目是多少？一幅彩色圖像的每個(gè)像素由R、G、B三個(gè)分量表示，若每個(gè)分量用8位，則每個(gè)像素的顏色范圍是多少？3.1.2色彩模式

像素顏色的合成方法，是色彩的表達(dá)形式，用于描述和重現(xiàn)色彩。色彩模式

用于表現(xiàn)顏色的一種數(shù)學(xué)算法，是一種將顏色表示為一組數(shù)字的抽象的數(shù)學(xué)模型。不同的應(yīng)用領(lǐng)域使用不同的色彩模式。幾種常見的色彩模式：RGB模式CMYK模式Lab模式HSB模式位圖模式灰度模式索引顏色模式雙色調(diào)模式多通道模式3.2.2圖像的特點(diǎn)3.2.1圖像的基本概念3.2圖像處理基礎(chǔ)3.2.3圖像的基本類型3.2.4灰度圖與彩色圖3.2.5像素與分辨率3.2.6圖像數(shù)據(jù)量3.2.7圖像文件格式3.2.1

圖像的基本概念什么是圖像？一個(gè)區(qū)域內(nèi)帶有屬性的像素點(diǎn)集合。數(shù)據(jù)來源：由輸入設(shè)備捕捉的實(shí)際場(chǎng)景畫面?？臻g圖像函數(shù)的表示方法：G=f（x,y,z,λ,t）實(shí)際圖像是連續(xù)的，計(jì)算機(jī)只能處理離散的數(shù)字圖像，所以要對(duì)連續(xù)圖像采樣和量化以得到離散的數(shù)字圖像。圖像3.2.2

圖像的特點(diǎn)

圖像是由一些排列的像素組成的，在計(jì)算機(jī)中的存儲(chǔ)格式一般數(shù)據(jù)量比較大。它除了可以表達(dá)真實(shí)的照片外，也可以表現(xiàn)復(fù)雜繪畫的某些細(xì)節(jié)，并具有靈活、富有創(chuàng)造力等特點(diǎn)。3.2.3

圖像的基本類型

圖像，來至于主觀世界，由人主觀制造出來的作品，例如照片、圖紙和人們創(chuàng)作的各種美術(shù)作品等，對(duì)于這一類圖，只能靠使用掃描儀、數(shù)字照相機(jī)或攝像機(jī)進(jìn)行數(shù)字化輸入后，才能由計(jì)算機(jī)進(jìn)行間接處理。3.2.4

灰度像與彩色圖

灰度圖和彩色圖灰度圖：指圖像色彩是由黑色到白色逐漸變化的灰度構(gòu)成?；叶燃?jí)：黑色到白色間的灰色分為不同的級(jí)別。常用的灰度級(jí)有二級(jí)，256級(jí)。單色圖像：只有黑白兩種顏色的圖像。彩色圖像：按顏色的數(shù)目來劃分，可分為256色和真彩色。640*480單色灰度圖像，容量為37.5kB640*480，256級(jí)灰度圖像，容量為300kB640*480真彩色圖像，容量為900kB3.2.5

像素與分辨率影響圖像的質(zhì)量?

顯示屏上能夠顯示出的像素?cái)?shù)目。屏幕能夠顯示的像素越多，說明顯示設(shè)備的分辨率越高，顯示圖像質(zhì)量也越高。例如，顯示分辨率為640*480，1920*1080，3840*2160等。

圖像中每單位打印長(zhǎng)度顯示的像素?cái)?shù)目，通常用像素/英寸表示?；蚴且环鶊D像在橫向和縱向上的像素?cái)?shù)目乘積來表示。一幅圖的像素密度越高，則圖像的分辨率越高，圖像越逼真。例如，圖像分辨率72dpi(每英寸點(diǎn)數(shù)），1024*768顯示分辨率圖像分辨率圖像文件大小的計(jì)算公式：文件字節(jié)數(shù)=圖像分辨率*圖像深度/8例如，一幅圖像分辨率為640*480的24位真彩色圖像的文件大小為：640*480*24/8=921，600字節(jié)圖像分辨率3.2.6

圖像數(shù)據(jù)量

圖像數(shù)據(jù)量，即為圖像文件的大小，是指磁盤上存儲(chǔ)整幅圖像所占的字節(jié)數(shù)。

圖像數(shù)據(jù)大小可用下面的公式來估算：圖像數(shù)據(jù)量=圖像分辨率（寬×高）×顏色深度/8（Byte）例如，一副800×600的真彩色圖像，未壓縮的原始數(shù)據(jù)量為：800×600×24/8=1440000B=1440KB3.2.7

圖像文件格式圖像在存儲(chǔ)媒體中存儲(chǔ)的格式，稱為文件格式。圖像文件的存儲(chǔ)格式有：BMP、JPG

/JPEG、GIF、PSD、PNG、TIFF、PDF等。3.3圖像處理軟件PhotoshopCCPhotoshopCC是Adobe公司開發(fā)并不斷推陳出新的圖像處理軟件，它支持真彩色和灰度模式的圖像，可以針對(duì)圖像進(jìn)行多種操作，如復(fù)制、粘貼、修飾、色彩調(diào)整、編輯、創(chuàng)建、合成、分色與濾鏡等，并給出了許多增強(qiáng)圖像的特殊手段，可廣泛地應(yīng)用于美術(shù)設(shè)計(jì)、廣告制作、計(jì)算機(jī)圖像處理、旅游風(fēng)光展示等領(lǐng)域，是計(jì)算機(jī)數(shù)字圖像處理的有力工具。3.3.2PhotoshopCC操作3.3.1PhotoshopCC工作界面3.3圖像處理軟件PhotoshopCC3.3.1PhotoshopCC工作界面3.3.2PhotoshopCC操作PhotoshopCC操作詳見教材：打開PhotoshopCC軟件以后，先詳細(xì)的介紹各個(gè)工具和功能模塊的使用，然后按照教材的詳細(xì)案例進(jìn)行操作。思考與練習(xí)1.當(dāng)紅光摻入白光之后，其色相、飽和度和亮度分別有什么變化？2.什么是色彩三要素，它的基本性質(zhì)是什么？3.什么是三基色原理？任何三種顏色都可以作為基色嗎？4.構(gòu)成位圖圖像的基本單位是什么？5.什么是圖像，它的基本特點(diǎn)是什么？6.位圖圖像的主要屬性是什么？