圖形圖像處理技術(shù)

第3章圖形圖像處理技術(shù)3.1圖形與圖像的基本概念

3.2顏色的基本概念與表示方法3.3圖形處理技術(shù)3.4圖像處理技術(shù)3.5常見圖像文件格式

3.6Photoshop圖像處理3.1圖形與圖像的基本概念

3.1.1圖形

在計算機科學(xué)領(lǐng)域，一般稱圖形（Graphics）為矢量圖（VectorGraphics）。圖形是用一個指令集合來描述的。這些指令描述構(gòu)成一幅圖的所有直線、園、圓弧、曲線和矩形等的位置、維數(shù)和大小、形狀、顏色。顯示時需要相應(yīng)的軟件讀取這些命令，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)槠聊簧纤@示的形狀和顏色。

產(chǎn)生圖形的程序通常稱為繪圖（Draw）程序。圖形與分辨率無關(guān)，用戶可以將它們縮放到任意尺寸，可以按任意的分辨率打印，而不會遺漏細節(jié)或降低清晰度。多用于工程計算、網(wǎng)絡(luò)動畫、圖標(biāo)等3.1圖形與圖像的基本概念

3.1.2圖像

圖像是由許多顏色與亮度不同的像素點組成的，位圖。它適合表現(xiàn)：層次細致、色彩豐富、包含大量細節(jié)的對象（如照片）。

圖像與分辨率有關(guān)，用戶將它們縮放或低于創(chuàng)建的分辨率打印時，將丟失其中的細節(jié)，并出現(xiàn)鋸齒狀（馬賽克）。圖形與分辨率無關(guān)，用戶可以將它們縮放到任意尺寸，可以按任意的分辨率打印，而不會遺漏細節(jié)或降低清晰度。3.2顏色的基本概念與表示方法

3.2.1顏色的基本概念

顏色：人的視覺系統(tǒng)對可見光的感知結(jié)果。物體由于構(gòu)成和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不同，受光線照射后，一部分光線被吸收，其余的被反射或投射出來。

由于物體的表面具有不同的吸收光線與反射光的能力，反射光不同，眼睛就會看到不同的顏色。

顏色通常使用光的波長來定義，用波長定義的顏色叫做光譜色。國際照明委員會(CIE)定義了顏色的特性：色調(diào)(hue)、飽和度(saturation)和明度(brightness)。色調(diào)

用于區(qū)別顏色的種類。色調(diào)是視覺系統(tǒng)對一個區(qū)域所呈現(xiàn)顏色的感覺。如紅、橙、黃、綠、青、藍、靛、紫等。飽和度顏色的純潔性，用來區(qū)別顏色的程度。當(dāng)一種顏色滲入其他光成分愈多時，顏色愈不飽和。明度視覺系統(tǒng)對可見物體輻射或者發(fā)光多少的感知屬性。3.2顏色的基本概念與表示方法

亮度

用反映視覺特性的光譜敏感函數(shù)加權(quán)之后得到的輻射功率.

用單位面積上反射或者發(fā)射的光的強度表示。由于明度很難度量，通?？梢杂昧炼葋矶攘俊?/p>

3.2顏色的基本概念與表示方法

3.2.2顏色空間表示與轉(zhuǎn)換顏色常用顏色空間

來表示：

用一種數(shù)學(xué)方法形象化表示顏色，用來指定和產(chǎn)生顏色。顏色

常用代表3個參數(shù)的3維坐標(biāo)來描述，其顏色就取決于所使用的坐標(biāo)。

3.2顏色的基本概念與表示方法

在顯示技術(shù)和印刷技術(shù)中，顏色空間經(jīng)常被稱為顏色模型。

顏色空間側(cè)重于顏色的表示，而顏色模型側(cè)重于顏色的生成。在一個典型的多媒體計算機系統(tǒng)中，常常涉及到用幾種不同的顏色空間表示圖形和圖像的顏色，以對應(yīng)于不同的場合和應(yīng)用，各種顏色空間可以方便地進行轉(zhuǎn)換。1．RGB顏色空間計算機顏色顯示器顯示顏色的原理與彩色電視機一樣，都是采用紅（R）、綠（G）、藍（B）相加混色的原理，通過發(fā)射出3種不同強度的電子束，使屏幕內(nèi)側(cè)覆蓋的紅、綠、藍熒光材料發(fā)光而產(chǎn)生顏色的。

這種顏色的表示方法稱為RGB顏色空間表示:

(3-1)在RGB顏色空間，任意色光F都可以用R、G、B這3色不同分量的相加混合而成，即:

(3-1)任何顏色都可以表示為RGB顏色空間中的一個點。當(dāng)三基色分量都為0（最弱）時，混合得到的是黑色光，故黑色在RGB顏色空間中的坐標(biāo)為(0,0,0)，即為坐標(biāo)原點；當(dāng)三基色分量都為1（最強）時，混合色為白色光，故白色在RGB顏色空間中的坐標(biāo)為(1,1,1)；而紅色、綠色、藍色的坐標(biāo)分別是（1,0,0）、（0,1,0）、（0,0,1）。2．HSI顏色空間HSI（Hue，SaturationandIntensity）模型中，H表示色調(diào)，S表示飽和度，I表示亮度，

HSI反映了人的視覺系統(tǒng)觀察顏色的方式。

通常把色調(diào)和飽和度通稱為色度，用來表示顏色的類別與深淺程度。

由于人的視覺對亮度的敏感程度遠強于對顏色濃淡的敏感程度，為了便于顏色處理和識別，人的視覺系統(tǒng)經(jīng)常采用HSI顏色空間，比RGB顏色空間更符合人的視覺特性。2．HSI顏色空間

在圖像處理和計算機視覺中大量算法都可在

HSI顏色空間中方便地使用，它們可以分開處理而且是相互獨立的。在HSI顏色空間可以大大簡化圖像分析和處理的工作量。2．HSI顏色空間RGB顏色空間可與HSI空間相互轉(zhuǎn)換，HSI顏色空間與RGB顏色空間的轉(zhuǎn)換關(guān)系如下：

色調(diào)飽和度亮度任意色光3．YUV顏色空間YUV顏色空間稱為電視信號彩色坐標(biāo)系統(tǒng)。在現(xiàn)代彩色電視系統(tǒng)中，通常把得到的彩色圖像信號,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Y和兩個色差信號R-Y、B-Y，最后發(fā)送端將亮度和色差3個信號分別進行編碼，用同一信道發(fā)送出去。這就是常用的YUV顏色空間。YUV彩色電視信號傳輸時，將R、G、B改組成亮度信號和色度信號。對于PAL制式：將R、G、B3色信號改組成Y、U、V信號，Y：信號亮度，U、V：信號色差信號。3．YUV顏色空間采用YUV顏色空間的重要性是它的亮度信號Y和色度信號U、V是分離的。如果只有Y信號分量而沒有U、V分量，那么這樣表示的圖就是黑白灰度圖。彩色電視采用YUV空間正是為了用亮度信號Y解決彩色電視機與黑白電視機的兼容問題，使黑白電視機也能接收彩色信號。根據(jù)美國國家電視制式委員會NTSC制式的標(biāo)準：當(dāng)白光的亮度用Y來表示時，它和紅、綠、藍3色光的關(guān)系可用如下式的方程描述：

這就是常用的亮度公式。色差U、V是由B-Y、R-Y按不同比例壓縮而成的。YUV顏色空間與RGB顏色空間的轉(zhuǎn)換關(guān)系如下：

3．YUV顏色空間(3-3)(3-4a)（3-4b)4．CMYK顏色空間計算機屏幕顯示通常用RGB顏色空間，它是通過相加來產(chǎn)生其他顏色，這種做法通常稱為加色合成法。彩色印刷或彩色打印的紙張不能發(fā)射光線，因而只能使用一些能夠吸收特定光波而反射其它光波的油墨或顏料。

油墨或顏料的3基色是：

青(Cyan)、品紅(Magenta)和黃(Yellow)，簡稱為CMY。理論上，任何一種由顏料表現(xiàn)的顏色都可以用這3種基色按不同的比例混合而成，這種顏色表示方法稱CMY顏色空間表示法。彩色打印機采用CMY顏色空間，而在印刷工業(yè)上則通常用CMYK表色系統(tǒng)(K表示黑色)，它通過顏色相減來產(chǎn)生其他顏色的，稱這種方式為減色合成法。

CMY空間正好與RGB空間互補，也即用白色減去RGB空間中的某一顏色值就等于同樣顏色在CMY空間中的值。

CMY空間與RGB空間的顏色值互補關(guān)系如表3-1所示。根據(jù)這個原理，很容易把RGB空間轉(zhuǎn)換成CMY空間。4．CMYK顏色空間表3-1CMY空間與RGB空間的顏色值互補關(guān)系RGB空間值CMY空間值合成的顏色RGB空間值CMY空間值合成的顏色(0,0,0)(1,1,1)黑(1,0,0)(0,1,1)紅(0,0,1)(1,1,0)藍(1,0,1)(0,1,0)品紅(0,1,0)(1,0,1)綠(1,1,0)(0,0,1)黃(0,1,1)(1,0,0)青(1,1,1)(0,0,0)白理論上，青色(C)、品紅(M)和黃色(Y)能合成吸收所有光線的黑色。現(xiàn)實中，所有打印油墨都包含一些雜質(zhì)，這三種油墨合成實際上產(chǎn)生一種土灰色，必須與黑色油墨混合才能產(chǎn)生真正的黑色。在印刷工業(yè)上通常用CMYK系統(tǒng)在CMY三色基礎(chǔ)上增加了一種黑色K。這里用K表示黑色，而不用Black中的首字母B表示黑色，是為了避免和RGB三基色中的藍色（Blue，用B表示）發(fā)生混淆。

4．CMYK顏色空間3.3圖形處理技術(shù)3.3.1圖形處理技術(shù)概述圖形通常由點、線、面、體等幾何元素和灰度、色彩、線性、線寬等非幾何屬性組成。

用概念或數(shù)學(xué)描述表示物體的幾何數(shù)據(jù)或幾何模型，并運用計算機對這些數(shù)據(jù)或幾何模型進行處理(顯示、存儲、修改、完善等)操作，這樣的過程叫做計算機圖形處理。圖形處理研究的方向包括如何通過計算機生成、處理和顯示圖形。研究計算機圖形處理的學(xué)科分支叫計算機圖形學(xué)。計算機圖形學(xué)的研究內(nèi)容涉及用計算機對圖形數(shù)據(jù)進行處理的硬件和軟件兩個方面的技術(shù):(主要圍繞著計算機圖形信息的輸入、表達、存儲、顯示、變換以及表示物體的圖形的準確性、真實性和實時性的基礎(chǔ)算法進行研究)。

3.3圖形處理技術(shù)3.3.2常用圖形繪制軟件1.

CorelDraw軟件CorelDraw是加拿大Corel軟件公司（官方中文網(wǎng)站http://）的產(chǎn)品。CorelDraw是融合了繪畫與插圖、文本操作、繪圖編輯、桌面出版及版面設(shè)計、追蹤、文件轉(zhuǎn)換、等高品質(zhì)的輸出于一體的矢量圖繪圖軟件，在工業(yè)設(shè)計、產(chǎn)品包裝造型設(shè)計，網(wǎng)頁制作、建筑施工與效果圖繪制等設(shè)計領(lǐng)域中得到了極為廣泛的應(yīng)用。CorelDraw的功能可大致分為兩大類：繪圖與排版。它除了支持矢量圖形處理以外，也支持位圖圖像處理。

3.3圖形處理技術(shù)3.3.2常用圖形繪制軟件2.Illustrator軟件Illustrator是大名鼎鼎的ADOBE公司推出的專業(yè)繪圖工具，是出版、多媒體和在線圖形圖像工業(yè)標(biāo)準插畫繪圖軟件。它的優(yōu)勢在于處理矢量圖形方面，能夠非常精確地控制矢量圖形的位置、大小，是工業(yè)界標(biāo)準的繪圖軟件。它在文字處理和圖表方面也有著獨特的優(yōu)勢，尤其是它將矢量圖形、字體和圖表有機地結(jié)合起來，非常適合于制作海報、網(wǎng)頁、廣告等宣傳資料。

3.3圖形處理技術(shù)3.3.2常用圖形繪制軟件3.Freehand軟件FreeHand是Macromedia公司的產(chǎn)品。

與前面兩款軟件相比，有它自身的優(yōu)勢：體積不像Illustrator、CorelDRAW那樣龐大，運行速度快。

與Macromedia的其它產(chǎn)品如Flash,Fireworks等相容性極好。Freehand主要具有以下特點：、透視網(wǎng)格功能、即時打包功能、精繪工具功能、交互變形功能、方便快捷的符號素材庫、完善的選擇功能、透明功能、放大功能、多頁面管理。

3.3圖形處理技術(shù)3.3.2常用圖形繪制軟件4.高級編程語言VisualBasicVisualBasic是一種面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計語言，同時也是一個高效、實用的圖形界面軟件開發(fā)環(huán)境。VisualBasic具有很強的圖形圖像處理功能，并廣泛應(yīng)用于圖形設(shè)計、圖像處理及多媒體技術(shù)的其它領(lǐng)域中。與目前常用的程序設(shè)計語言相比，VisualBasic6在圖形開發(fā)方面具有如下特點：（1）系統(tǒng)提供了功能強大的圖形方法。（2）用戶設(shè)定空間較大。（3）圖形編程不依賴于硬件。（4）開發(fā)流程簡單，易于掌握。3.3圖形處理技術(shù)3.3.2常用圖形繪制軟件5.高級編程語言MatlabMatlab是一種以矩陣為基本數(shù)據(jù)類型的科學(xué)計算程序設(shè)計語言。其功能已經(jīng)大大超出了單純科學(xué)計算的范圍。除了Matlab具有接近數(shù)學(xué)描述的及簡單語法，它還有豐富的內(nèi)部函數(shù)，方便的矩陣操作，內(nèi)建的復(fù)數(shù)運算，完整和詳細的在線幫助文檔。豐富的擴展工具箱。方便強大的數(shù)據(jù)圖形顯示功能。直接調(diào)用Matlab的內(nèi)置圖形函數(shù)即可輕松實現(xiàn)繪圖。Matlab的圖形函數(shù)可以分為6大類，即：二維圖形函數(shù)、三維圖形函數(shù)、特殊圖形函數(shù)、動畫圖形函數(shù)、文件圖形操作函數(shù)、以及GUI圖形函數(shù)。Matlab可以實現(xiàn)所有方式的圖形繪制（3D，餅圖，矢量場等等）。3.4圖像處理技術(shù)

3.4.1圖像的數(shù)據(jù)表示

數(shù)字化后的圖像叫做數(shù)字圖像。

計算機圖像處理也叫做數(shù)字圖像處理。數(shù)字化后的圖像是由許多顏色或灰度不同的像素點組成的，數(shù)字圖像的數(shù)據(jù)表示形式是一組二維陣列數(shù)據(jù)，其數(shù)學(xué)模型是一個二維函數(shù)f(i,j)，i和j是描述點的位置的二維平面的行、列坐標(biāo)。

3.4圖像處理技術(shù)

3.4.1圖像的數(shù)據(jù)表示

坐標(biāo)取值為非負整數(shù)，在（i，j）位置處的函數(shù)值f(i,j)反映該位置點的像素顏色或灰度，稱為(i,j)點的像素值，每個點的像素值的大小由圖像本身決定。

3.4圖像處理技術(shù)

3.4.1圖像的數(shù)據(jù)表示

圖3-3所示是數(shù)字圖像的數(shù)學(xué)表示形式。當(dāng)一幅圖像每一行有N個像素、每一列有M個像素時，常常將圖像的大?。ò聪袼財?shù)）記為N×M。

屏幕上每個像素點由于很小，看上去是一個個小圓點；放大后實際上是一個個小正方形。3.4圖像處理技術(shù)

3.4.1圖像的數(shù)據(jù)表示

在數(shù)字圖像中，一方面，采樣點的數(shù)目是有限的（即圖像大小有限），因此i和j的取值范圍是有限的。在Matlab中表示圖像，行、列下標(biāo)的取值范圍是1～M和1～N的整數(shù)形式。另一方面，由于數(shù)字圖像的顏色值或灰度值是量化的離散值，故函數(shù)值f(i,j)也是有限的。064128168641001680942551006401001280一幅4×4大小的8位灰度圖像的像素值矩陣及其放大圖像A(3,2)=255是最白的點3.4.1圖像的數(shù)據(jù)表示

對于典型的量化位數(shù)為8位的灰度圖像，每一點像素值的取值范圍就是[0,255]范圍的整數(shù),共256個灰度級。8位灰度圖像的像素最小值為0（對應(yīng)最黑點）；像素最大值為255（對應(yīng)最白點）。064128168641001680942551006401001280一幅4×4大小的8位灰度圖像的像素值矩陣及其放大圖像A(3,2)=255是最白的點3.4圖像處理技術(shù)

3.4.1圖像的數(shù)據(jù)表示

量化位數(shù)為1位的圖像，每一像素點的像素值取值只能是[0,1]范圍的整數(shù)，共2個等級，這種圖像被稱為二值圖像。圖像中只有黑點與白點兩種，沒有中間的灰色點；像素值為0的點是黑點，像素值為1的點是白點。

二值圖像:只有黑、白兩種點，黑點用像素值0表示，白點用像素值1表示。

3.4圖像處理技術(shù)

3.4.1圖像的數(shù)據(jù)表示

彩色圖像是由三幅基色圖像組合而成的。計算機中一般用RGB顏色模型表示彩色圖像，圖像中的一個位置點的像素值包括它的紅R值、綠G值、藍B值。255000255255255022802550025525502551320025502550255255108綠G分量藍B分量紅R分量一幅3×3大小的真彩色圖像的像素值數(shù)據(jù)與對應(yīng)圖像如：對于真彩色圖像，圖像的R、G、B三個基色分量圖像的像素值都有256級(28)，即每一種基色的像素值用8位二進制表示，因此存儲每個點的像素值需要3×8位＝3字節(jié)。255000255255255022802550025525502551320025502550255255108綠G分量藍B分量紅R分量一幅3×3大小的真彩色圖像的像素值數(shù)據(jù)與對應(yīng)圖像3.4圖像處理技術(shù)

3.4.1圖像的數(shù)據(jù)表示

顏色RGB紅25500綠02550藍00255黃2552550紫2550255青0255255白255255255黑000灰128128128表3-2常見顏色的RGB組合值3.4圖像處理技術(shù)

3.4.2圖像的數(shù)字化1．圖像數(shù)字化的步驟取樣：

就是每隔一定的時間間隔T，抽取模擬信號的一個瞬時幅度值(采樣值)，采樣后所得出的一系列在時間上離散的采樣值稱為樣值序列。取樣實際上就是要用多少點來描述一幅圖像，在圖像分辨率（點密度）一定時，總的點數(shù)越多圖像越大，需要的存儲空間也越大。

量化指要使用多大范圍的數(shù)值來表示圖像取樣之后的每一個點。這個數(shù)值范圍決定了圖像上所能使用的顏色總數(shù)，這個顏色總數(shù)由存儲一個圖像點所使用的二進制位數(shù)決定。如:用k位二進制碼組來表示該樣值的大小，那么：

k位二進制碼組就能表示M=2k個離散樣值。例如，采用8位編碼可將模擬信號量化為28=256個

量化級(即樣值序列中就可能有256種不同值)編碼把采樣、量化后的信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字編碼脈沖，這一過程稱為編碼。最簡單的編碼方式是二進制編碼。編碼前一般要確定兩個因素：（1）每一個量化值的編碼位數(shù)，它決定量化精度；（2）每一組代碼與量化值對應(yīng)的規(guī)則（如，常用自然二進制碼，即編碼值對應(yīng)二進制數(shù)）。(編碼與圖像文件所采用的格式以及壓縮編碼方式有關(guān))。3.4圖像處理技術(shù)

3.4.2圖像的數(shù)字化2．圖像數(shù)字化的設(shè)備圖像數(shù)字化輸入的設(shè)備通常有掃描儀和數(shù)碼相機。掃描儀是一種典型的靜態(tài)圖像輸入設(shè)備，其基本功能就是將反映圖像特征的光信號轉(zhuǎn)換成計算機可以識別的數(shù)字信號。數(shù)碼相機(攝像)用光電傳感器和存儲器取代了傳統(tǒng)相機的感光膠片，當(dāng)拍攝完畢后，通過相機上的液晶顯示屏就可以看到拍攝的效果，并以圖像文件的形式存儲在存儲器中供計算機調(diào)用處理。

圖像數(shù)字化的設(shè)備（輸）圖像數(shù)字化輸出的設(shè)備通常有顯示屏、投影儀

3.4圖像處理技術(shù)

3.4.2圖像的數(shù)字化3．?dāng)?shù)字圖像的基本概念

（1）分辨率①屏幕分辨率：計算機的顯示屏幕由若干點（也稱為像素）組成，屏幕分辨率是指屏幕上的像素總數(shù)，即屏幕上的最大顯示區(qū)域，以水平方向的像素點行數(shù)和垂直方向的像素點列數(shù)表示。②圖像分辨率：表示圖像采樣的點數(shù)，用點的“行數(shù)×列數(shù)”表示如:數(shù)碼像機常用的圖像分辨率為:640×480、1024×786、1128×764等。(1128*764=86萬像素,如10000000一千萬像素)或：用單位面積上的像素dpi(點數(shù)/英寸)表示(也可：為ppi（PixelPerInch，ppi），即“像素／英寸”)反映了圖像的像素密度.注：有時人們也把“圖像的像素大小”稱作圖像分辨率。

③像素分辨率：指一個像素的高和寬之比，通常為1:1，這時每個像素為1個微小正方形。3.4圖像處理技術(shù)

3.4.2圖像的數(shù)字化3．?dāng)?shù)字圖像的基本概念（2）顏色深度

圖像中可能出現(xiàn)的不同顏色的最大數(shù)目，用一個像素點所占據(jù)的二進制位數(shù)表示。如某圖像中每個點(像素)的顏色用24個二進制位來描述，則該圖像的顏色深度為24，可以包含（224＝）16777216種不同的顏色(24位真彩色)像素深度值越大，圖像能表示顏色數(shù)越多，色彩越豐富逼真，占用的存儲空間越大。注：黑白，對應(yīng)是灰度。（3）圖像的數(shù)據(jù)量

圖像的分辨率和像素顏色位深度決定了圖像文件的大小。估算公式（單位：字節(jié)）：位圖數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)(大小)＝圖像分辨率(高×寬)×圖像深度/8(字節(jié))例:

圖像文件的大小估算

一幅640×480的圖像，位深度是24位（真彩色圖像），則文件大小為：640(列)×480(行)×24(bit)/8（Byte）=921600B(Bytes)約900kB

3.4圖像處理技術(shù)

3.4.3圖像變換由于圖像陣列很大，直接在空間域中進行處理，涉及的計算量很大。因此，往往采用各種圖像變換方法(如：傅立葉變換(FFT)（圖3.7）、離散余弦變換(DCT)、離散小波變換(DWT)等間接處理技術(shù))，將空間域的處理轉(zhuǎn)換為變換域的處理，不僅可以減少計算量，而且可獲得更有效的信息。

圖像變換還包括傳統(tǒng)的幾何變換，例如圖像的縮放、旋轉(zhuǎn)、平移、投影轉(zhuǎn)換等。在震驚全國的周克華抓捕行動中，高科技成果發(fā)揮了重要作用。在長沙，警方為了獲取周克華的信息，調(diào)取了大量視頻?！爱?dāng)時光網(wǎng)吧視頻就達３００多萬份?！眹揽萍即髮W(xué)教授謝劍斌說，他們使用“海量視頻檢索系統(tǒng)”，通過對原始低質(zhì)量圖像信息進行增強并在海量視頻、圖像數(shù)據(jù)中自動搜索相似人員，不到兩周時間就將范圍縮小到4個可疑目標(biāo)人很快確定周克華無偽裝生活視頻。“如果單靠人力，幾百名警員可能需要花上幾年時間才能完成”

3.4圖像處理技術(shù)

3.4.3圖像變換1.離散傅里葉變換(FFT)傅里葉變換源于傅里葉分析，傅里葉分析:把一個任意函數(shù)展開成所謂的傅里葉級數(shù)，它的基本目的是要把一個信號(時間或空間變量的函數(shù))分解為不同頻率的分量之和。

(Matlab語言中有一個內(nèi)部函數(shù)fft2可以實現(xiàn)二維傅里葉變換的快速算法；同樣有一個內(nèi)部函數(shù)ifft2能實現(xiàn)相應(yīng)的二維傅里葉逆變換。)3.4圖像處理技術(shù)

3.4.3圖像變換1.離散傅里葉變換(FFT)驗證圖像二維傅里葉變換的Matlab程序：ex_for_fft.m圖3.7原始圖像與FFT和IFFT變換后的圖像比較(a)lena原圖;(b)經(jīng)過FFT變換后的頻譜圖像;(c)經(jīng)IFFT后的圖像3.4.3圖像變換

2.

離散余弦變換（DCT）

離散余弦變換是離散傅里葉變換的一種特殊情況。在傅里葉級數(shù)展開式中，如果被展開的函數(shù)是實偶函數(shù)。那么，其傅里葉級數(shù)中只包含余弦項，再將其離散化由此可導(dǎo)出離散余弦變換DCT（DiscreteCosineTransform）。(實數(shù)函數(shù),偶函數(shù):關(guān)于y軸（直線x=0）對稱)

二維離散偶余弦正變換公式為：

式中，x,y,u,v＝0，1……，N-1。其中：

頻域的直流分量c(0,0)等于空域所有像素的和除以N：3.4.3圖像變換

2.離散余弦變換（DCT）二維離散偶余弦逆變換公式為：式中，x,y,u,v＝0，1……，N-1。

，當(dāng)u=v=0時。

，當(dāng)u=1，2…，N-1；v=1，2…，N-1時。3.4.3圖像變換

2.離散余弦變換（DCT）3.4.3圖像變換

2.

離散余弦變換（DCT）二維離散余弦變換具有可分離特性，所以其正變換和逆變換均可將二維變換分解成一維變換（行、列）進行計算。同傅里葉變換一樣，DCT變換也存在快速算法，這里就不做介紹了。在Matlab語言中，可以用名為dct2和idct2的內(nèi)部函數(shù)分別實現(xiàn)二維圖像的DCT和逆DCT快速算法。

DCT可以應(yīng)用在圖像的變換編碼中。基于DCT變換的圖像編碼流程如圖3-8所示。

首先將圖像分成一個個不重疊的K×K小塊，然后對每個小塊分別進行變換。對每一子塊經(jīng)正交變換得到變換系數(shù)，并對變換系數(shù)經(jīng)過量化和取舍，然后采用熵編碼等方式進行編碼后，再由信道傳輸?shù)浇邮斩恕?在接收端，經(jīng)過解碼、反量化、逆變換后，得到重建的圖像。

3.4.3圖像變換

2.離散余弦變換（DCT）3.4.3圖像變換

3.

離散小波變換（DWT）小波變換集成了傅里葉變換的優(yōu)點，同時又克服了它的許多缺點，在圖像處理中有非常重要的應(yīng)用。DWT在靜態(tài)和動態(tài)圖像壓縮領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，并且已經(jīng)成為某些圖像壓縮的國際標(biāo)準（如MPEG-4）的重要環(huán)節(jié)。

今天的影像壓縮中，動態(tài)影像的壓縮一般采用MPEG算法，靜態(tài)圖像的壓縮多采用JPEG算法。MPEG和JPEG均基于DCT(離散余弦變換)；使用DCT進行圖像壓縮的缺陷在于圖像的細節(jié)、精細消息損失太多，人工處理的痕跡較明顯。而靜態(tài)圖像壓縮的另一種更新的算法是JPEG2000算法，JPEG2000算法則是采用了DWT(離散小波變換)。圖像量化所需數(shù)據(jù)量大。圖像和視頻的龐大數(shù)據(jù)對計算機的處理速度、存儲容量都提出過高的要求。因此必須進行數(shù)據(jù)量壓縮。從傳送的角度來看，在信道帶寬、通信鏈路容量一定的前提下，采用編碼壓縮技術(shù)，減少傳輸數(shù)據(jù)量，是提高通信速度的重要手段。因此，更要求數(shù)據(jù)量壓縮。3.4.4圖像的壓縮編碼

1.編碼壓縮的必要性

視頻由一幀一幀的圖像組成，而圖像的各像素之間，無論是在行方向還是在

列方向，都存在著一定的相關(guān)性，即冗余度。

應(yīng)用某種編碼方法提取或減少這些冗余度，便可以達到壓縮數(shù)據(jù)的目的。

3.4.4圖像的壓縮編碼

2.編碼壓縮的可能性常見的靜態(tài)圖像數(shù)據(jù)冗余包括：1).空間冗余這是靜態(tài)圖像存在的最主要的一種數(shù)據(jù)冗余。一幅圖像記錄了畫面上可見景物的顏色。同一景物表面上各采樣點的顏色之間往往存在著空間連貫性，從而產(chǎn)生了空間冗余。2).時間冗余在視頻的相鄰幀間，往往包含相同的背景和移動物體，因此，后一幀數(shù)據(jù)與前一幀數(shù)據(jù)有許多共同的地方，即在時間上存在大量的冗余。3).結(jié)構(gòu)冗余

在有些圖像的紋理區(qū)，圖像的像素值存在著明顯的分布模式。例如，方格狀的地板圖案等。我們稱這種冗余為結(jié)構(gòu)冗余。3.4.4圖像的壓縮編碼

2.編碼壓縮的可能性4).知識冗余有些圖像的理解與某些知識有相當(dāng)大的相關(guān)性。例如，人臉的圖像有固定的結(jié)構(gòu)。（如：鼻子下面是嘴巴）這類規(guī)律性的結(jié)構(gòu)可由先驗知識和背景知識得到，我們稱此類冗余為知識冗余。

5).視覺冗余事實表明，人類的視覺系統(tǒng)對圖像場的敏感性是非均勻的和非線性的。然而，在記錄原始圖像數(shù)據(jù)時，通常假定視覺系統(tǒng)是線性的和均勻的，對視覺敏感和不敏感的部分同等對待，從而產(chǎn)生了比理想編碼更多的數(shù)據(jù)，這就是視覺冗余。

3.4.4圖像的壓縮編碼

2.編碼壓縮的可能性6).圖像區(qū)域的相同性冗余

是指在圖像中的兩個或多個區(qū)域所對應(yīng)的所有像素值相同或相近，從而產(chǎn)生的數(shù)據(jù)重復(fù)性存儲，這就是圖像區(qū)域的相似性冗余7).紋理的統(tǒng)計冗余有些圖像紋理盡管不嚴格服從某—分布規(guī)律，但是它在統(tǒng)計的意義上服從該規(guī)律。

利用這種性質(zhì)也可以減少表示圖像的數(shù)據(jù)量，所以我們稱之為紋理的統(tǒng)計冗余。

3.4.4圖像的壓縮編碼

2.編碼壓縮的可能性如圖3-10所示，一個壓縮系統(tǒng)包括兩個不同的結(jié)構(gòu)塊：一個編碼器和一個解碼器。

圖像

f(x,y)輸入到編碼器中，這個編碼器可以根據(jù)輸入數(shù)據(jù)生成一組符號。在通過信道進行傳輸之后，將經(jīng)過編碼的表達符號送入解碼器，經(jīng)過重構(gòu)后，就生成了輸出圖像。

3.4.4圖像的壓縮編碼

3.編碼模型信源編碼器的任務(wù)是減少或消除輸入圖像中的冗余。編碼的框圖如圖3-11(a)所示。

3.4.4圖像的壓縮編碼

3.編碼模型—1)信源編碼器和解碼器

信源:在通信中，向另一部件(信宿)發(fā)出信息的部件

圖3-11從原理來看主要分為三個階段：第一階段將輸入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可以減少輸入圖像中像素間冗余的數(shù)據(jù)的集合。第二階段設(shè)法去除原圖象信號的相關(guān)性，例如對電視信號就可以去掉幀內(nèi)各種相關(guān)，還可以去除幀間相關(guān)。這樣有利于編碼壓縮。第三階段就是找一種更近于熵，又利于計算機處理的編碼方式。

圖3-11圖3-11(b)中顯示的信源解碼器僅包含兩部分：一個符號解碼器和一個反向轉(zhuǎn)換器。這些模塊的運行次序與編碼器的符號編碼器和轉(zhuǎn)換模塊的操作次序相反。3.4.4圖像的壓縮編碼

3.編碼模型—1)信源編碼器和解碼器圖3-11編解碼器模型(a)信源編碼器;(b)信源解碼器符號解碼器信道:在兩點之間用于收發(fā)信號的單向或雙向通路當(dāng)信道帶有噪聲或易于出現(xiàn)錯誤時，信道編碼器和解碼器就在整個譯碼\解碼處理中扮演了重要的角色：檢錯與糾錯。最經(jīng)典的一種信道編碼技術(shù)是由R.w.Hamming提出的，用該技術(shù)得到的編碼稱為漢明（Hamming）碼。3.4.4圖像的壓縮編碼

3.編碼模型—2)信道編碼器和解碼器

為了便于討論漢明碼的檢錯與糾錯原理，先給出下列幾個概念的定義：碼字：表示一個數(shù)（或字符）的若干位二進制代碼。碼元：碼字中的一位二進制數(shù)。碼組：滿足一定規(guī)則的碼字集合。碼距：兩個碼字之間的相應(yīng)位置碼元不同的位置數(shù)，如1100與1111之間的碼距為2。

ASCII碼的最小碼距為1(如0000000與0000001之間)。因此ASCII碼沒有檢錯能力。道理：由于任何兩個碼字的碼距為1，因此當(dāng)ASCII碼的碼字中只要有1個碼元出錯時，所生成的錯誤代碼仍可以是ASCII碼中的另一個合法碼字，這樣就無法判斷其真?zhèn)?。要能檢測1位出錯，必須構(gòu)造一個最小碼距大于或等于2的碼組。

3.4.4圖像的壓縮編碼

3.編碼模型—2)信道編碼器和解碼器

顯然，要能檢測2位出錯，則必須構(gòu)造一個最小碼距大于或等于3的碼組。

漢明碼技術(shù)就是基于這樣的思想：

向被編碼數(shù)據(jù)中加入足夠的位數(shù)以確?？捎玫拇a字間變化的位數(shù)最小為3。

例如，利用Hamming碼將3位冗余碼加到4位字上，使得任意兩個有效碼字間的距離為3，則所有的一位錯誤都可以檢測出來并得到糾正。與4位二進制數(shù)b3b2b1b0相聯(lián)系的7位Hamming(7，4)碼字h1h2…h(huán)5h6h7是：3.4.4圖像的壓縮編碼

3.編碼模型—2)信道編碼器和解碼器

異或運算⊕的運算規(guī)則是:

相同的數(shù)異或結(jié)果為0，相異的數(shù)異或結(jié)果為1。h1、h2和h4位分別是位字段b3b2b0、b3b1b0和b2b1b0的偶校驗位。(3-11)為了將漢明（Hamming）編碼結(jié)果進行解碼，信號解碼器必須為先前設(shè)立的偶校驗的各個位字段進行奇校驗并檢查譯碼值。一位錯誤由一個非零奇偶校驗字C1C2C4給出，其中C1C2C4由公式(3-12)計算：

3.4.4圖像的壓縮編碼

3.編碼模型—2)信道編碼器和解碼器

如果在信道傳輸過程中沒有產(chǎn)生任何碼位錯誤，則C1C2C4將有下列結(jié)果：(3-12)(3-11)即校驗字C1C2C4=000的結(jié)果對應(yīng)傳輸無錯的情況。如果發(fā)現(xiàn)C1、C2或C4中有非零值1存在，則意味著在傳輸信道中有錯誤產(chǎn)生

。3.4.4圖像的壓縮編碼

3.編碼模型—2)信道編碼器和解碼器

比如，若C4=1(C1和C2仍都為0)，C1C2C4=001(即十進制值1)；則發(fā)生錯誤的碼位只可能是h1。

如此類推，若校驗字C1C2C4對應(yīng)的十進制值為n，則發(fā)生錯誤的碼位就是hn。這樣，解碼器根據(jù)校驗字C1C2C4的值就能確定出錯位置，于是只要簡單地將該位置的數(shù)碼取反即可糾正該位的錯誤；再從糾正后的二進制值中提取h3h5h6h7就得到發(fā)送端發(fā)出的正確信息，從而實現(xiàn)了解碼。無損壓縮可以精確無誤的從壓縮數(shù)據(jù)中恢復(fù)出原始數(shù)據(jù)。用于保真高的需要,如CT片。常見的無損壓縮技術(shù)有：霍夫曼編碼算術(shù)編碼行程編碼詞典編碼有損壓縮是以丟失部分信息為代價來換取高壓縮比。用于一般圖象,音/視頻。常見的有損壓縮技術(shù)有：預(yù)測編碼變換編碼基于模型編碼分形編碼其它編碼3.4.4圖像的壓縮編碼

3.編碼模型—3)編碼壓縮方法分類

一個適用于彩色和單色多灰度或連續(xù)色調(diào)靜止數(shù)字圖像的壓縮標(biāo)準。它包括基于DPCM(差分脈沖編碼調(diào)制、DCT(離散余弦變換)和Huffman編碼的兩個部分?；綣PEG算法操作可分成以下三個步驟：

通過離散余弦變換(DCT)去除數(shù)據(jù)冗余；

使用量化表對以DCT系數(shù)進行量化。

(量化表是根據(jù)人類視覺系統(tǒng)和壓縮圖像類型的特點進行優(yōu)化的量化系數(shù)矩陣)；

對量化后的DCT系數(shù)進行編碼使其熵達到最小(即采用熵編碼)。熵編碼采用Huffman可變字長編碼。3.4.5常見圖像壓縮標(biāo)準

1.JPEG標(biāo)準

熵shang的定義：

1：物理學(xué)上指熱能除以溫度所得的商，標(biāo)志熱量轉(zhuǎn)化為功的程度。2:科學(xué)技術(shù)上用來描述、表征系統(tǒng)不確定程度的函數(shù)。亦被社會科學(xué)用以借喻人類社會某些狀態(tài)的程度。3：傳播學(xué)中表示一種情境的不確定性和無組織性。

JPEG2000目標(biāo)是高壓縮（低碼率），其壓縮率比JPEG高約30％左右。

JPEG2000與傳統(tǒng)的JPEG最大的不同，在于它放棄了JPEG所采用的以離散余弦變換為主的區(qū)塊編碼方式，而改用以小波變換作為其核心編解碼器算法。此外，JPEG2000還采用了算術(shù)編碼及嵌入式分層組織，較以往的靜止圖像壓縮標(biāo)準復(fù)雜，它在同一個碼流中實現(xiàn)了無損和有損壓縮、分辨率和信噪比的累進性以及隨機訪問等優(yōu)良特性。3.4.5常見圖像壓縮標(biāo)準

2.JPEG2000標(biāo)準

圖像增強處理是指根據(jù)一定的要求，突出圖像中感興趣的信息，而減弱或去除不需要的信息，從而使有用信息得到加強的信息處理方法。

根據(jù)增強處理過程所在的空間不同，圖像增強技術(shù)可分為基于空間域和基于頻率域的增強方法兩類。3.4.6圖像增強

圖像增強的方法主要有直方圖均衡化法、灰度值調(diào)整法、空域濾波法、頻域濾波法以及彩色增強法等。圖3-12給出了一個基于圖像灰度值調(diào)整的圖像增強的實驗結(jié)果（用Matlab語言實現(xiàn)）。(a)原始圖像(b)增強后的圖像圖3-12基于灰度值調(diào)整的圖像增強一幅描述物體的圖像進行數(shù)字化處理后，得到一個二維數(shù)組，這個過程把圖像轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)。如果有一組與物體圖像有關(guān)的物理數(shù)據(jù)，反過來建立圖像，就是圖像重建所要解決的問題。所謂圖像重建，是指根據(jù)對物體的探測所獲取的數(shù)據(jù)來建立數(shù)字圖像的過程，(該圖像可以反映被探測物體某個平面的物質(zhì)結(jié)構(gòu)形態(tài))，稱為物體的重建圖像。3.4.7圖像恢復(fù)與重建

常見的圖像重建方法有：投影重建方法、變換重建方法、級數(shù)展開重建方法和綜合重建方法等。由圖像的多個一維投影重建該物體的圖像，是一種特殊的圖像復(fù)原技術(shù)。醫(yī)學(xué)CT掃描(計算機斷層掃描)成像就是這種圖像重建方法的典型實例。如圖3-13所示，用x射線在許多不同方向記錄的投影重建物體截面的二維圖像。每換一個方向照射(讓發(fā)射器與接收器都轉(zhuǎn)一個角度，但兩者始終保持嚴格平行)，又可以得到一維投影；如此反復(fù)，即可得到多個一維投影。由物體截面的多個一維投影即可建立該截面的數(shù)字圖像。3.4.7圖像恢復(fù)與重建

圖3-13由圖像的多個一維投影重建該物體圖像的示意3.5常見文件格式

圖形文件的格式是計算機存儲這幅圖的格式與對數(shù)據(jù)壓縮編碼方法的體現(xiàn)，不同的文件格式通過不同的文件擴展名來區(qū)分。

3.5.1BMP格式BMP是BitMapped(比特映射)的縮寫，是Microsoft公司為Windows自行開發(fā)的一種位圖文件格式。BMP格式是一種與硬件設(shè)備無關(guān)的圖像文件格式，故又稱之為DIB(DeviceIndependentBitmap)，其應(yīng)用非常廣。除了圖像深度可選以外，它不采用任何壓縮，因此BMP文件所占用的空間很大。BMP文件的圖像深度可選1bit、4bit、8bit及24bit，因此這種格式的圖像文件可以是2色、16色、256色或16777216色。3.5常見文件格式

3.5.2GIF格式GIF(GraphicsInterchangeFormat)的原意是“圖像互換格式”。目前，幾乎所有相關(guān)軟件都支持GIF格式。GIF圖像文件的數(shù)據(jù)是經(jīng)過壓縮的，而且采用了可變長度等壓縮算法。GIF的圖像深度為1~8bit，也即GIF最多支持256種色彩的圖像。GIF格式的另一個特點是：在一個GIF文件中可以存多幅彩色圖像，如果把存于一個文件中的多幅圖像數(shù)據(jù)逐幅讀出并顯示到屏幕上，就可構(gòu)成一種最簡單的動畫。

3.5常見文件格式

3.5.3TIF(TIFF)格式

TIFF是TagImageFileFormat的縮寫，是一種包容性十分強大的位圖圖像文件格式，它可以包含許多種不同類型的圖像，甚至可以在一個圖像文件內(nèi)放置一個以上的圖像(所以TIFF文件頭被設(shè)計為有“彈性”的，文件頭是由不同的標(biāo)記所組成的，而且包含了固定的和可變動部分的圖像)。TIFF格式支持的色彩數(shù)量可高達16M種。TIFF格式獨立于操作平臺和軟件，因此在PC和蘋果機之間交換圖像通常都采用這種格式。3.5常見文件格式

3.5.4PCX格式

PCX圖像格式是由Zsoft公司在20世紀80年代初期設(shè)計的，專用于存儲該公司開發(fā)的PCPaintbrush繪圖軟件所生成的圖像畫面數(shù)據(jù)。幾乎所有的編輯軟件都支持這種文件格式。PCX圖像格式使用行程編碼的方法進行壓縮。雖然在顯示到屏幕上或是存儲成磁盤文件時，都需要花費額外的時間來做壓縮編碼或解碼的工作，但是可節(jié)省30%左右的存儲空間。3.5常見文件格式

3.5.5JPEG格式

JEPG是JointPhotographicExpertsGroup(聯(lián)合圖像專家組)的縮寫。JPEG是利用基于DCT變換壓縮技術(shù)來存儲靜態(tài)圖像的文件格式。JPEG是一種很靈活的格式，具有調(diào)節(jié)圖像質(zhì)量的功能，允許用不同的壓縮比例對文件進行壓縮，支持多種壓縮級別，壓縮比率通常為10:1~40:1，壓縮比越大，品質(zhì)就越低。

3.5常見文件格式

3.5.6TGA格式

TGA(TaggedGraphics)是由美國Truevision公司為其顯示卡開發(fā)的一種圖像文件格式，已被國際上的圖形、圖像應(yīng)用領(lǐng)域所接受。TGA的結(jié)構(gòu)比較簡單，屬于一種圖形、圖像數(shù)據(jù)的通用格式，在多媒體領(lǐng)域有很大影響。特點：可以將動畫通過視頻軟件轉(zhuǎn)入電視，是計算機生成圖像向電視轉(zhuǎn)換的一種首選格式。

3.5常見文件格式

3.5.7PNG格式

PNG（PortableNetworkGraphics）是一種能存儲32位信息的位圖文件格式，是網(wǎng)景公司為支持新一代WWW標(biāo)準而制定的較為新型的圖形格式，它綜合了JPG和GIF格式的優(yōu)點。支持24位色彩，壓縮不失真并支持透明背景和漸顯圖像的制作，所以稱它為傳統(tǒng)GIF的替代格式，其圖像質(zhì)量遠勝過*.gif。*.png圖像使用了高速交替顯示方案，顯示速度很快，只需要下載1/64的圖像信息就可以顯示出低分辨率的預(yù)覽圖像。與*.gif不同的是：*.png圖像不支持動畫。3.5常見文件格式

3.5.8WM格式這是一種矢量圖形格式，Word中內(nèi)部存儲的圖片或繪制的圖形對象屬于這種格式。

無論放大還是縮小，圖形的清晰度不變，WMF是一種清晰簡潔的文件格式。3.5常見文件格式3.5.9EPS格式它是Adobe公司矢量繪圖軟件Illustrator本身的向量圖格式，EPS格式常用于位圖與矢量圖之間交換文件。在PhotoShop打開EPS格式時是通過“文件”菜單的“導(dǎo)入”命令來進行點陣化轉(zhuǎn)換的。(EPS文件雖然采用矢量描述的方法，但可容納點陣圖像，它并非將點陣圖像轉(zhuǎn)換為矢量描述，而是將所有像素數(shù)據(jù)整體以象素文件的描述方式保存。)3.6Photoshop圖像處理

3.6.1PhotoShop軟件界面與功能3.6.2Photoshop圖像基本操作3.6.3Photoshop的圖層3.6.4Photoshop的路徑3.6.5Photoshop的通道3.6.6Photoshop的濾鏡3.6.7Phtotoshop制作實例PhotoshopCS(簡稱PS)的界面主要由菜單欄、工具選項欄、工具箱、控制面板、工作區(qū)和狀態(tài)欄組成。

3.6.1PhotoShop軟件界面與功能

菜單欄

工具選項欄工具箱狀態(tài)欄工作區(qū)控制面板1．菜單欄菜單欄包含執(zhí)行任務(wù)的菜單。這些菜單是按主題進行組織的，共9個菜單項組成。3.6.1PhotoShop軟件界面與功能2．工具選項欄工具選項欄提供了當(dāng)前正在使用的工具箱中工具的選項。因此，選項欄與上下文相關(guān)，并且會隨所選工具的不同而變化。3．工具箱工具箱中存放著用于創(chuàng)建和編輯圖像的各種工具。單擊工具箱內(nèi)的工具圖標(biāo)可選擇相應(yīng)的工具。工具箱是人們操作最頻繁的地方，可以借助鼠標(biāo)指向一個工具了解該工具的提示信息，根據(jù)提示信息可以大概了解該工具的作用。

3.6.1PhotoShop軟件界面與功能圖3-22工具箱中的“選擇工具”4．控制面板控制面板也叫做調(diào)板，它們可幫助監(jiān)視和修改圖像。Photoshop中提供了17種控制面板，分別為導(dǎo)航器、動畫、信息、顏色、色板、樣式、工具預(yù)設(shè)、畫筆、字符、段落、圖層、直方圖、圖層預(yù)設(shè)、路徑、通道、歷史記錄和動作。5．工作區(qū)工作區(qū)即為當(dāng)前正在處理的圖像區(qū)域，顯示當(dāng)前打開的圖像。如果圖像由多個圖層組成，那么看到的內(nèi)容將是圖層疊加的整體效果。當(dāng)對圖像進行加工處理時，可以在這里實時看到處理的效果。

3.6.1PhotoShop軟件界面與功能1．選擇圖像區(qū)域Photoshop提供了針對不同選擇任務(wù)定制的選擇工具，可以使用不同工具來選取所需要的圖像區(qū)域。

1）使用魔棒工具選擇背景：

如果對象主要是在一種顏色的背景上具有定義精確的形狀，則可以使用魔棒工具選擇背景。操作方法：選擇魔棒工具，然后在背景中的任何位置單擊鼠標(biāo)。背景區(qū)域周圍的選框指明背景現(xiàn)在處于可編輯狀態(tài)（背景部分被選定了）。3.6.2PhotoShop圖像基本操作

2）使用橢圓選框工具來選擇細節(jié)該工具可以選定一個橢圓區(qū)域。操作方法是：

選擇橢圓選框工具，然后拖移以圍繞對象中的細節(jié)繪制選區(qū)邊框；放開鼠標(biāo)后就創(chuàng)建了選區(qū)。1．選擇圖像區(qū)域Photoshop提供了針對不同選擇任務(wù)定制的選擇工具，可以使用不同工具來選區(qū)所需要的圖像區(qū)域。

3）使用磁性套索來選擇部分對象磁性套索適合用于選定一個不規(guī)則的區(qū)域，比一般套索工具得到的選區(qū)邊界更精細，它是套索工具下隱藏的子工具。

操作方法：選擇磁性套索工具（單擊工具箱中套索工具右下角的小三角形展開子工具可以得到），然后在照片中的一部分對象周圍單擊并拖移鼠標(biāo)。3.6.2PhotoShop圖像基本操作

4）添加到選區(qū)

適用于事先選定了一個區(qū)域后，還想將另一部分區(qū)域添加到選區(qū)范圍。操作方法：a首先選擇選框工具,并粗略地選擇照片中的對象b

選擇磁性套索工具，然后在選項工具欄中按下“添加到選區(qū)”選項按鈕。通過沿對象的外側(cè)拖移來細調(diào)選區(qū)。松開鼠標(biāo)按鍵。1．選擇圖像區(qū)域5）反向選擇

反選就是使選區(qū)反相。比如一幅圖像中已經(jīng)被選定的區(qū)域稱之為A區(qū)，余下的非選定區(qū)域稱之為B區(qū)，如果這時想使得被選區(qū)由A變?yōu)锽，最簡單的辦法就是反選操作。反選的操作：使用磁性套索來選擇部分對象選取“選擇”→“反選”，或按快捷鍵“Shift＋Ctrl＋I”。要取消選區(qū)，執(zhí)行“選擇”→“取消選擇”操作步驟。3.6.2PhotoShop圖像基本操作

2.擦除或刪除圖像區(qū)域使用橡皮擦工具可直接擦除不需要的圖像區(qū)域。也可以在選定擦除區(qū)域后，用與該區(qū)域背景色相同的前景色填充。如果要擦除一個形狀不規(guī)則的區(qū)域，可以先選定區(qū)域，然后按“Delete”鍵刪除該區(qū)域內(nèi)容即可。3.移動圖像使用移動工具，可以將一個圖層上的整個圖像或選定區(qū)域中的部分圖像移動到畫布的任意位置。

4.編輯圖像使用“編輯”菜單中的命令可以對選區(qū)內(nèi)的圖像內(nèi)容執(zhí)行復(fù)制、剪切、粘貼、填充、描邊、自由變換、變換和顏色設(shè)置等操作。圖像的“自由變換”操作與“選擇”菜單中的變換選區(qū)操作類似。3.6.2PhotoShop圖像基本操作

5.裁剪圖像

裁剪圖像就是將圖像選區(qū)以外的部分切除。具體方法是：

用裁剪工具畫出選區(qū)（選框上出現(xiàn)8個調(diào)節(jié)塊，可以改變裁剪區(qū)域的大小和傾斜角度），然后按回車鍵或雙擊選區(qū)，選區(qū)外的部分就被自動裁剪掉。

也可以用選區(qū)工具選定區(qū)域后，在“圖像”菜單中單擊“裁剪”命令。

3.6.2PhotoShop圖像基本操作

6.改變圖像大小

打開一個圖像文件后，在“圖像”菜單中單擊“圖像大小”命令，會彈出“圖像大小”對話框，在對話框的“像素大小”欄中重新設(shè)置圖像的寬度和高度值，或者調(diào)整分辨率。7.改變畫布大小

在“圖像”菜單中單擊“畫布大小”命令，會彈出“畫布大小”對話框。在對話框的“新建大小”欄中修改畫布的寬度和高度值。8.改變圖像的顯示比例（1）使用縮放工具：在工具箱中選擇縮放工具，然后單擊圖像窗口，可放大顯示圖像；按住Alt鍵，再單擊圖像窗口，可縮小顯示圖像。（2）使用導(dǎo)航控制面板：在導(dǎo)航控制面板中左右拖到滑塊，或直接在文本框中輸入百分比，可調(diào)整顯示比例。9.撤銷操作在編輯圖像的過程中，單擊“編輯”菜單中的“還原”或“重做”命令，可以取消或重做前一步的操作；若想撤銷或還原前幾步的操作，可以使用歷史記錄控制面板。3.6.2PhotoShop圖像基本操作

1．圖層的概念

圖層體現(xiàn)了數(shù)字作圖和物理作圖的根本區(qū)別；是Photoshop軟件的基礎(chǔ)。簡單說來，圖層就是重疊的透明層，每層獨立放置畫面，又依順序互相遮擋，用來對各個畫面進行管理。圖層可以不斷添加，后加入的圖層將置于先有圖層上面。3.6.3Photoshop的圖層2.圖層控制面板

圖層控制面板列出了圖像中的所有圖層、組和圖層效果?？梢允褂脠D層控制面板來顯示和隱藏圖層、創(chuàng)建新圖層以及處理圖層組。

可以在圖層控制面板菜單中訪問其它命令和選項。3.關(guān)于背景圖層

使用白色背景或彩色背景創(chuàng)建新圖像時，“圖層”控制面板中最下面的圖像為背景。一幅圖像只能有一個背景圖層；用戶無法更改背景的堆疊順序、混合模式或不透明度。但是，可以將背景轉(zhuǎn)換為常規(guī)圖層。4.將背景轉(zhuǎn)換為圖層(1)在“圖層控制面板”中單擊兩次“背景”，或者選取“圖層”→“新建”→“背景圖層”。(2)按住Alt鍵單擊“圖層控制面板”中的“新建圖層”按鈕或“創(chuàng)建新組”按鈕，以便顯示“新圖層”對話框并設(shè)置圖層選項。(3)單擊“確定”。5.將圖層轉(zhuǎn)換為背景

(1)在圖層控制面板中選擇圖層。(2)選取“圖層”→“新建”→“背景圖層”。圖層中的任何透明像素都會被轉(zhuǎn)換為背景色。

注意：不能通過將常規(guī)圖層重命名為“背景”來創(chuàng)建背景圖層，而必須使用“背景圖層”命令。3.6.3Photoshop的圖層6.創(chuàng)建新圖層或組

新圖層將出現(xiàn)在“圖層控制面板”中選定圖層的上方，或出現(xiàn)在選定組內(nèi)。在“圖層控制面板”中單擊“創(chuàng)建新圖層”按鈕或“創(chuàng)建新組”按鈕；單擊“確定”按鈕。還有其它4種方法。7.創(chuàng)建與現(xiàn)有圖層具有相同效果的新圖層

（1）在圖層控制面板中選擇現(xiàn)有圖層。（2）將該圖層拖移到圖層控制面板底部的“新建圖層”按鈕。新創(chuàng)建的圖層包含現(xiàn)有圖層的所有效果。8.將選區(qū)轉(zhuǎn)換為新圖層（1）建立選區(qū)。（2）執(zhí)行下列操作之一：①選取“圖層”→“新建”→“通過拷貝的圖層”，將選區(qū)拷貝到新圖層中。②選取“圖層”→“新建”→“通過剪切的圖層”，剪切選區(qū)并將其粘貼到新圖層中。3.6.3Photoshop的圖層9.隱藏或顯示圖層、組或樣式

執(zhí)行下列操作之一：①在“圖層控制面板”中，單擊圖層、圖層組或圖層效果旁的眼睛圖標(biāo)，眼睛消失，同時該圖層內(nèi)容在文檔窗口中隱藏；再次單擊圖層的該列，眼睛又出現(xiàn)，便會重新顯示該圖層。②按住Alt鍵單擊眼睛圖標(biāo)可以只顯示該圖層或組的內(nèi)容。注意：打印輸出圖層時只打印可視圖層。

3.6.3Photoshop的圖層路徑是由一些點、線段或曲線構(gòu)成的矢量對象，它提供的是一種精確勾勒或繪制圖像的方法，從而完成那些不能由繪圖工具完成的工作。

1.在路徑控制面板中創(chuàng)建新路徑（1）要創(chuàng)建路徑而不命名它，可單擊“路徑”控制面板底部的“創(chuàng)建新路徑”按鈕。（2）要創(chuàng)建并命名路徑，在確保沒有選擇工作路徑的情況下，從“路徑”控制面板菜單中選取“新建路徑”，或按住Alt鍵并單擊控制面板底部的“創(chuàng)建新路徑”按鈕。在“新路徑”對話框中輸入路徑的名稱，并單擊“確定”按鈕。

3.6.4Photoshop的路徑

2.通過繪制形狀圖層創(chuàng)建新的工作路徑（1）選擇形狀工具或鋼筆工具，然后點按選項欄中的“路徑”按鈕。（2）設(shè)置工具特定選項并繪制路徑。（3）如果需要，可繪制其它路徑組件。

3.存儲工作路徑

若要存儲路徑但不重命名它，請將工作路徑名稱拖移到“路徑”控制面板底部的“新路徑”按鈕。

若要存儲并重命名路徑，請從“路徑”控制面板菜單中選取“存儲路徑”，然后在“存儲路徑”對話框中輸入新的路徑名，并點按“確定”。

4.重命名存儲的路徑兩次單擊“路徑”控制面板中的路徑名，然后鍵入新的名稱，最后按Enter鍵。

3.6.4Photoshop的路徑

5.刪除路徑

（1）在“路徑”控制面板中單擊路徑名。（2）將路徑拖移到“路徑”調(diào)板底部的“刪除”圖標(biāo)中。

6.將路徑轉(zhuǎn)化為選區(qū)

路徑提供平滑的輪廓，可以將它們轉(zhuǎn)換為精確的選區(qū)邊框。任何閉合路徑都可以定義為選區(qū)邊框。可以從當(dāng)前的選區(qū)中添加或減去閉合路徑，也可以將閉合路徑與當(dāng)前的選區(qū)結(jié)合。將路徑轉(zhuǎn)化為選區(qū)的具體操作如下：（1）在“路徑”控制面板中選擇要轉(zhuǎn)化的路徑。（2）執(zhí)行下列操作之一：①單擊“路徑”調(diào)板底部的“將路徑作為選區(qū)載入”按鈕。②按住Ctrl鍵并單擊“路徑”控制面板中的路徑縮覽圖。

3.6.4Photoshop的路徑

7.將選區(qū)轉(zhuǎn)化為路徑使用選擇工具創(chuàng)建的任何選區(qū)都可以定義為路徑。1）建立選區(qū)；從“路徑”控