彩色數(shù)字圖像基礎(chǔ)

彩色數(shù)字圖像基礎(chǔ)顏色與顏色空間顏色色彩空間數(shù)字圖像圖像文件格式視頻圖像以及數(shù)字化顏色與顏色空間光波：光是一種按波長輻射的電磁波。顏色視覺系統(tǒng)對(duì)可見光的感知 視網(wǎng)膜上錐狀光敏細(xì)胞(RGB)：光強(qiáng)與顏色。視網(wǎng)膜上桿狀光敏細(xì)胞：光強(qiáng)。顏色度量：色調(diào)、飽和度、亮度500600紫400700750紫藍(lán)藍(lán)藍(lán)綠綠綠黃黃橙橙紅紅350可見光0.005nm5nm350nm750nm

0.4mmγ射線χ射線紫外線紅外線無線電波0.01nm

10km光的物理性質(zhì)：波長（光速，頻率）和幅度人眼對(duì)色彩的感覺：色調(diào)、飽和度和亮度色調(diào)——波長亮度——幅度飽和度——色光的純度色調(diào)hue:色調(diào)hue:人眼感覺到物體反射或發(fā)射光波的波長。色調(diào)就是顏色的分類。如七色：紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫在色譜中，色調(diào)連續(xù)變化。飽和度saturation飽和度saturation：指顏色的純正程度。與亮度有關(guān)：某一色調(diào)參入白光，色調(diào)不變但飽和度降低與參入其它顏色的光有關(guān)：飽和度與色調(diào)都會(huì)改變。亮度：人眼感受到的顏色的光的強(qiáng)度同一種色塊，在不同強(qiáng)度的白光照射下，

反射的光波波長一樣（色調(diào)相同），但人眼感覺到的顏色不同。某一顏色的光，亮度很弱，趨于黑色，反之，趨于白色。飽和度與亮度.bmp顏色相加與相減相加：發(fā)光物體發(fā)出某些波長的光波，這些波長的光波疊加在一起。相減：白光照在某種顏色的物體上。部分波長的光波被吸收，剩下波長的光波進(jìn)入人的眼睛。顏色空間為什么用顏色空間RGB:顯示器信號(hào)HSB：人眼識(shí)別YUV：電視信號(hào)CMY：彩色印刷1.RGB顏色空間

計(jì)算機(jī)顯示器用紅R、綠G、藍(lán)B光的組合產(chǎn)生顏色，(R,G,B)的值唯一地確定在顯示器上的顯示顏色，如（180，70，250）產(chǎn)生一個(gè)偏綠的藍(lán)色三種顏色構(gòu)成了三維空間坐標(biāo)--RGB顏色空間RGB.bmp電子槍控制電路熒光面電子束像素發(fā)光點(diǎn)

CRT結(jié)構(gòu)示意圖

CRT的顏色產(chǎn)生RGB色彩空間2.HSB(Hue,Saturation/Chroma,Brightness/Intensity)顏色空間

HSB能減少彩色圖像處理的復(fù)雜性。合乎人對(duì)彩色的認(rèn)識(shí)：色彩：色調(diào)、飽和度亮度：非彩色屬性，對(duì)應(yīng)黑白圖像的灰度。色調(diào)和飽和度通稱為色度，表示顏色類別與深淺程度。HSB色彩空間和RGB色彩空間轉(zhuǎn)換公式：3.CMY彩色空間非光源物體的顏色原理：任何一種顏色都可以由三種基本顏色按一定比例混合得到（青色、品紅、黃）顏料或油墨。相減色例如p.66彩色打印、彩色印刷CMYK:在上述三色的基礎(chǔ)上，增加黑色4.YUV色彩空間為兼容黑白和彩色電視信號(hào)，亮度Y和色度U、V分離。在現(xiàn)代彩色電視系統(tǒng)中，通常把攝得的彩色圖像信號(hào)，經(jīng)分色、分別放大校正得到RGB，再經(jīng)過矩陣變換電路得到亮度信號(hào)Y和兩個(gè)色差信號(hào)R－Y、B－Y白光的亮度Y和紅、綠、藍(lán)三色光的關(guān)系方程：Y＝0.3R+0.59G+0.11BYUV色彩空間與RGB色彩空間的轉(zhuǎn)換關(guān)系：

5.3數(shù)字圖像屬性1.分辨率由圖像中每個(gè)像素的顏色、亮度等信息按照矩陣的形式緊密排列構(gòu)成。圖像分辨率：每英寸長度像素點(diǎn)的數(shù)量。顯示器分辯率：屏幕在橫向與縱向上顯示的點(diǎn)數(shù)：如1024*768，800*600位圖顯示：圖中一個(gè)像素，對(duì)應(yīng)顯示器中一個(gè)像素。2.圖像深度：表示每個(gè)像素的二進(jìn)制數(shù)字位數(shù)24位(224種顏色)，32位(RGB每個(gè)8位，剩下的8位稱為alphachannel,alpha屬性可用于在圖像上疊加文字)例圖像深度3，則可顯示8色RGB

顏色000001

010

011

100101

1101113.顯示器與顏色

顯示數(shù)據(jù)容量＝水平分辨率×垂直分辨率×顯示深度顯示模式顯示分辨率顯示深度（bit）顏色數(shù)緩存容量（Byte）MDA640×350121＝2CGA320×200424＝16EGA640×200424＝16VGA640×480828＝256512KSVGA1024×768828＝2561MVESA800×6002422416M2MVESA1280×10242422416M4M4.真彩色、偽彩色真彩色RGB每個(gè)分量都用8位二進(jìn)制表示。（色彩深度？）真彩色圖像適配器偽彩色像素的顏色不是由RGB直接確定，而是根據(jù)像素直接到彩色查找（colorlookuptable：CLUT）。查找到的顏色與像素本身的顏色有一定差異5.alpha通道32位表示一個(gè)像素時(shí)，一個(gè)像素（Alpha,R,G,B）,各用8位。alpha通道位用于像素的覆蓋、混合等特殊顯示。如當(dāng)在一幅圖像上疊加文字時(shí)，又不想讓文字把圖像全部覆蓋掉，就可以與alpha之進(jìn)行表示。6.校正（針對(duì)光亮和光強(qiáng)度）CRT顯示設(shè)備、攝影膠片、攝像機(jī)圖像傳感器的轉(zhuǎn)換特性都是非線性的。問題：再生圖像如何保證與“原始場景”中的一樣？答案：采用校正5.4圖像格式1.位圖由圖中每個(gè)像素的數(shù)據(jù)組成。每個(gè)像素的數(shù)據(jù)包括：顏色、亮度、屬性2.矢量圖每個(gè)矢量是一個(gè)圖形實(shí)體，它具有顏色、形狀、輪廓、大小、位置等屬性。如：點(diǎn)、圓、線，…矢量屬性可以調(diào)整。如:顏色、大小、位置AutoCAD、CoreDraw等繪圖軟件都是基于矢量的系統(tǒng)。BMP:bitmap,不壓縮，圖像文件大。IE支持，而NetscapeNavigator不支持。文件結(jié)構(gòu)SeenextslideBMP圖結(jié)構(gòu)BITMAPFILEHEADER0bftype文件類型Bfsize

圖像數(shù)據(jù)長度Reserved10Offset圖像數(shù)據(jù)的起始位置BITMAPINFORMATIONBisize40,本結(jié)構(gòu)的長度18Biwidith

圖像寬度22Biheight

圖像高度26BiplanesBitbitcount

每像素所占位數(shù)BiclrimportantCOLORTABLE彩色表（colorlookuptable)對(duì)于24位真彩色，則不需要該表Body

圖像數(shù)據(jù)3.GIFGIF:GraphicsInterchangeFormat,1987，compuServe開發(fā)

LZW壓縮算法存儲(chǔ)圖像數(shù)據(jù)最多支持256色（8位圖像深度）。Seenextslide特點(diǎn)：交錯(cuò)顯示（下載時(shí)，以較粗分辨率顯示，看到全貌）在一個(gè)文件中可放多幅圖畫，實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫QUIT.GIF6Bytes:版本號(hào)7Bytes:邏輯屏幕描述全局彩色映射（任選）10Bytes:圖像描述塊局部彩色表圖像數(shù)據(jù)圖像控制擴(kuò)展塊純文本擴(kuò)展注釋擴(kuò)展塊應(yīng)用擴(kuò)展塊GIF文件結(jié)束00h重復(fù)N次TIFF:TaggedImageFileFormat,在