第5章 图像的编辑

系统失真是有规律的、能预测的；非系统失真则是随 机的。
当对图像作定量分析时，就要对失真的图像先进行精 确的几何校正（即将存在几何失真的图像校正成无几何失 真的图像），以免影响定量分析的精度。
几何校正方法
图像几何校正的基本方法是先建立几何校正的数学模型； 其次利用已知条件确定模型参数；最后根据模型对图像进行 几何校正。通常分两步： ①图像空间坐标变换；首先建立图像像点坐标（行、列 号）和物方（或参考图）对应点坐标间的映射关系， 解求映射关系中的未知参数，然后根据映射关系对图 像各个像素坐标进行校正； ②确定各像素的灰度值（灰度内插）。
因此还有
f ( x , y ) f ( x, y) ( x , y )
二维线性位移不变系统 如果对二维函数施加运算T[· ] ，满足 ⑴ T f1 x, y f 2 x, y T f1 x, y T f 2 x, y ⑵ T af x, y aT f x, y
但实际获取的影像都有噪声，因而只能求F(u,v)的估 ˆ (u, v) 。 计值 F
N (u, v) ˆ F (u, v) F (u, v) H (u, v)
再作傅立叶逆变换得
1 j 2 ( ux vy) ˆ ( x, y) f ( x, y) f N ( u , v ) H ( u , v ) e dudv
采用线性位移不变系统模型的原由： 1）由于许多种退化都可以用线性位移不变模型来近似， 这样线性系统中的许多数学工具如线性代数，能用于 求解图像复原问题，从而使运算方法简捷和快速。 2）当退化不太严重时，一般用线性位移不变系统模型来 复原图像，在很多应用中有较好的复原结果，且计算 大为简化。 3）尽管实际非线性和位移可变的情况能更加准确而普遍 地反映图像复原问题的本质，但在数学上求解困难。 只有在要求很精确的情况下才用位移可变的模型去求 解，其求解也常以位移不变的解法为基础加以修改而 成。

由量化带来的噪声 量化噪声 过载噪声
5.4.3 编码器、译码器
编码器的任务是把一个多值的数字量用多比特的二进制来表示 译码器是把每一位的码字转换为实际灰度值
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
图 5—4 编码位数对画面质量的影响
5．3．4 非线性PCM 编码 在线性PCM编码中，量化阶是均匀的 非线性PCM编码的量化阶不均匀
u5 0.10 u6 0.05
0.55 0
0 0.15
1
0.30 0.25 0.25 0.20 0
1
0.45 0.30 0 0.25 1 0
1
0.45 1
图5—17 信源X的 霍夫曼编码图
5.5.4 仙农－费诺码
仙农－费诺码的编码程序可由下述几个步骤来完成：
第一步：设信源Ｘ有非递增的概率分布
X
up11
编氏法 应
码取
法
法样
编
码
法
标 自 标自 行 轮
准 适 准适 程 廓
法 应 法应 编 编
法
法码 码
5. 2 图像编码中的保真度准则 客观保真度准则 主观保真度准则
5. 3 ＰＣＭ编码
5.3.1 PCM 编码的基本原理 脉冲编码调制（Pulse coding Modulation—PCM ）是将模拟图像 信号变为数字信号的基本手段
集合中的字母数。
显然，如果 100% ，就说明还有冗余度。因此，冗
余度如下式表示:
Rd
1
N log 2 n H ( X ) N log 2 n
(5—27)
例: 一个信源X和一个字母集合A如下
X

完成了以上知识点的学习，下面通过两个实例的操作来复习和巩固所学知识，提升技能。水 彩和光斑效果能在美工设计图片背景时使用。
1. 背景水彩效果
图 5-48
图 5-49
图 5-50
图 5-51
图 5-52
2. 制作光斑效果
图 5-53Βιβλιοθήκη 图 5-54图 5-55 图 5-56
图 5-57
图 5-58
图 5-59
图 5-60
5.5 课后练习 1. 制作二级页主题海报 打开本章制作的“海报背景 .psd”图像文件， 然后使用多边形工具和钢笔工具绘制相应形状，并 使用渐变工具填充相应的颜色，最后使用文字工具 输入主题文字，效果如图 5-61 所示（资源包 /05/ 效果 / 二级页主题海报 .psd）。
网店美工设计
Photoshop
案例教程 丨第2版
Chapter 5 第5章 绘制图像
目录/Contents
5.1 颜色填充 5.2 画笔载入及预设 5.3 橡皮擦工具的使用 5.4 技能提升——制作背景水彩效果和光斑效果 5.5 课后练习
第5章 绘制图像
本章将介绍颜色填充、画笔工具和橡皮 擦工具的相关知识，包括使用工具填充颜色、 使用画笔工具绘制图像，以及使用橡皮擦工 具抠取简单图像等。通过本章的学习，读者 可以掌握多种颜色填充的方法、绘制图像的 方法，以及使用橡皮擦工具抠取简单图像的 方法。
图 5-10
5.1.2 应用渐变工具
图5-11
图5-12
图5-13
5.1.3 应用油漆桶工具
图 5-14
图 5-15
图 5-16
图 5-17
图 5-18
5.2 画笔载入及预设 使用 Photoshop 2022 中的画笔工具可以绘制不同的 绘画效果，通过对画笔的不同设置可以绘制不同的线条， 在美工设计中可以结合辅助工具（如数位板）绘制插图、 美化商品等。而铅笔工具可以绘制出各种硬边效果的图像。 【课堂案例】制作毛笔文字 淘宝网店每隔一段时间都会推出不同的促销活动，而 每个促销活动都有不同的主题文字，这些主题文字可以通 过添加特效来美化，也可选择字体后结合画笔工具来制作 。当下的设计中，许多文字字体都是仿毛笔字的，但在 Photoshop2022 中直接写出毛笔手写字体有很大的困难 ，这时就可以结合字体和笔刷来制作逼真的毛笔手写效果 。本案例将制作毛笔文字，涉及画笔工具的使用以及设置 笔刷等操作。 本案例的最终效果如图 5-19 所示（资源包 /05/ 效果 / 毛笔文字 .psd）。

第5章 图形的编辑
3．选择集模式 （1）先选择后执行：控制在发出命令之前（先选择对象后执行操作） 还是之后选择对象。 （2）用Shift键添加到选择集：控制后续选择项是替换当前选择集还 是添加到其中。 （3）对象编组：使用对象编组后，当用户选择编组中的一个对象时， 也同时选择了编组中的所有对象。用户可以使用GROUP命令创建和命名一 组选择对象。 （4）关联图案填充：确定选择关联图案填充时将选定哪些对象。如果 选择该选项，那么选择关联图案填充的同时还可选定边界对象。 （5）隐含选择窗口中的对象：如果在对象外单击，系统将初始化选择 窗口中的图形。 （6）允许按住并拖动对象：该选项用以控制窗口的选择方法。如果未 选中此选项，可以用定点设备单击两个单独的点来绘制选择窗口。 （7）窗口选择方法：可在此选择使用两次单击、按住并拖动、两者自动检测这三种选择方法。 （8）“特性”选项板中的对象限制：该选项可以确定使用【特性】选 项板和【快捷特性】选项板编辑对象时，一次更改的对象数量的限制。
图5-8 栏选对象
第5章 图形的编辑
5.1.5 快速选择 快速选择对象是一种特殊的选择方法，可以根据对象的图层、线型、 颜色和图案填充等特性或类型来创建选择集，可以准确、快速地从复杂 图形中选择满足某种特性要求的对象，并能向选择集中添加或删除对象。 快速选择对象的方法如下： •从菜单栏中选择【工具】→【快速选择】命令。 •在命令窗口中输入QSELECT命令，按“Enter”键。 执行上述命令将弹出如图5-9所示的【快速选择】对话框，在该对话 框中设置指定对象的应用范围、类型以及该类型相对应的值等选项后， 单击【确定】按钮，即可完成对象的选择。
第5章
图形的编辑
第5章 图形的编辑
使用AutoCAD 2012绘图，仅仅掌握绘图命令是 不够的，用户还需要对图像进行修改和编辑，才能 满足绘图的要求。用户要绘制较为复杂的图形，就 必须借助于图形编辑命令，灵活、快捷地使用编辑 命令是提高作图效率的关键。 在AutoCAD 2012中提供了功能强大的图像编辑命令， 通过执行相应的编辑命令，可以帮助用户合理地构 造和组织图形，保证绘图的准确性，提高绘图效率。 本章将主要介绍夹点编辑、移动、旋转、对齐、复 制、偏移、镜像、阵列、倒角、圆角、打断对象和 复杂图形对象的编辑等命令的使用方法。

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5.1.5 存储颜色
在Photoshop中，用户可以对自定义的颜色进行存储，以方便以后 直接调用。存储颜色包括存储单色和渐变色。在“色板”面板中可以存 储单一的颜色，在渐变编辑器中可以存储渐变颜色。
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5.2 填充与描边
用户在绘制图像前首先需要设置好所需的颜色，当具备这一条 件后，就可以将颜色填充到图像文件中。下面介绍几种常见的填充 方法。
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5.3.3 创建新的渐变预设
在“渐变编辑器”对话框中编辑好渐变颜色后，还可以将其存储在 对话框中，以便今后直接使用。在对话框中编辑好渐变颜色，单击“新 建”按钮，即可将渐变色添加到预设组最底部，如图所示。
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5.4 课堂案例：制作饰品宣传海报
本节将应用本章所学的知识，制作饰品宣传海报，巩固前景色与 背景色的设置、填充图像和图像描边等操作，本例效果如图所示。
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5.5 高手解答
问：Photoshop中吸管工具有什么作用？ 答：使用吸管工具可以吸取图像或面板中的颜色，从而快速 准确地设置所需的前景色或背景色。 问：如何对图像选区进行描边？ 答：选择“编辑”|“描边”命令，打开“描边”对话框，设置 参数后单击“确定”按钮即可描边选区。 问：在Photoshop中可以使用哪几种渐变填充？ 答：在Photoshop中，可以使用线性渐变、径向渐变、角度 渐变、对称渐变和菱形渐变5种渐变填充方式。
模式：用于设置应用渐变时图像的混合模式。 不透明度：可设置渐变时填充颜色的不透明度。 反向：选中此选项后，产生的渐变颜色将与设置的渐变顺序相反。 仿色：选中此选项，在填充渐变颜色时，将增加渐变色的中间色调 ，使渐变效果更加平缓。 透明区域：用于关闭或打开渐变图案的透明度设置。
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5.3.2 杂色渐变

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5.3.2 多边形套索工具
多边形套索工具 适用于边界为直线型图像的选取，它可以轻松的绘制 出多边形形态的图像选区。在图像中单击作为创建选区的起始点，然后拖动 鼠标再次单击，以创建选区中的其他点，最后将鼠标移动到起始点处，当鼠 标指针变成 形态时单击，即生成最终的选区。
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5.3.3 磁性套索工具
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5.2.3 单行、单列选框工具
使用单行选框工具 可以在图像窗口中绘制一个像素宽度的水平选区； 单列选框工具 可以在图像窗口中绘制一个像素宽度的垂直选区。在工具箱中 选择单行选框工具 或单列选框工具 ，然后在图像中单击鼠标，即可创建出1 个像素大小的选区，绘制单行或单列选区的长度会布满图像窗口的长度尺寸。
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5.8.2 增加选区边界
在Photoshop 2020中还有一个“边界”命令，使用该命令可以在选区 边界处向内或向外增加一条边界。增加选区边界的具体操作方法如下： （1）打开任意一个图像文件，使用适合的选框工具在图像中创建一个选区。 （2）选择“选择→修改→边界”命令，打开“边界选区”对话框，设置 “宽度”值，单击“确定”按钮，即可得到增加的选区边界。
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5.7 使用“色彩范围”命令创建选区
使用“色彩范围”命令可以在图像中创建与预设颜色相似的图像选区， 并且可以根据需要调整预设颜色，它比魔棒工具选取的区域更广。使用“色 彩范围”命令创建选区的具体操作如下： （1）打开任意一个图像文件，选择“选择→色彩范围”命令，打开“色彩 范围”对话框，单击图像中需要选取的颜色。 （2）返回“色彩范围”对话框进行“颜色容差”的设置。然后单击“确定” 按钮，即可在图像中得到选区。
磁性套索工具可以轻松绘制出外边框很复杂的图像选区，它可以在图形 颜色与背景颜色反差较大的区域创建选区。选择工具箱中的磁性套索工具 ， 按住鼠标左键不放沿图像的轮廓拖动鼠标指针，鼠标经的地方会自动产生节 点，并且自动捕捉图像中对比度较大的图像边界，当到达起始点时单击鼠标 即可得到一个封闭的选区。

第5章 图像退化与复原
5.1 图像退化
• 退化：图像质量的变坏叫做退化。
改善图像质量的方法： 图像增强和图像复原
图像增强：图像增强是指按特定的需要突
出一幅图像中的某些信息，同时消弱或去 除某些不需要的信息的处理方法。经处理 后的图像更适合于人的视觉特性或机器的 识别系统。
图像复原：利用退化现象的某种先验知

用卷积形式表示：
g ( x, y )





f ( , )h( x , y )d d f ( x, y) * h( x, y )
考虑噪声的情况下，连续图像的退化模型 为：
g ( x, y)





f ( , )h( x , y )dd n( x, y)
识，建立退化现象的数学模型，再根据模 型进行反向的推演运算，以恢复原来的景 物图像。
图像增强和图像复原的区别： 图像增强：不考虑图像降质的原因，只将图 像中感兴趣的特征有选择的突出，而衰减 其不需要的特征，故改善后的图像不一定 要去逼近原图像。 图像复原：它需要了解图像降质的原因，一 般要根据图像降质过程的某些先验知识， 建立“降质模型”，再用降质模型，按照 某种处理方法，恢复或重建原来的图像。

• 所以：
g ( x, y ) H f ( x, y ) H f ( , ) ( x , y )dd
在线性和空间不变系统的情况下， 退化算子H 具有如下性质: （1）线性：设f1(x,y)和f2(x,y)为两幅输入图像， k1和k2为常数， 则 ：
输出为：
M 1 m 0
ge ( x) f e ( x) he ( x) f e (m)he ( x m)

行不同的描摹方式得到的效果。
图5.18
12
5．1．6位图的颜色遮罩
在CorelDRAW X4中，用户可以通过【位图的颜色遮罩】功能，将位图中不需要显示的颜 色进行隐藏，颜色被隐藏的地方变为透明状态。【位图的颜色遮罩】的具体操作方法如 下。 （1）导入两张图片，并选中需要遮罩颜色的图片，如（图5.19）所示。 （2）在菜单栏中单击 → 令，弹出【位图颜色遮罩】泊坞窗，如（图 5.20）所示。 （3）在颜色条框中第一个颜色条前面打上【√】，在【位图颜色遮罩】泊坞窗中单击 按钮，在将鼠标移动到被选中的图片的蓝色处单击，再拖动下边的滑块到适当的位置， 如（图5.21）所示。
图5.14
图5.15
10
（3）用户可以根据自己的需要选择【描摹位图】的命令方式，在这里我们选择 命令，此时，弹出【PowerTRACE】设置对话框，具体设置如（图5.16）所示。单击 按钮，即可得到如（图5.17）所示的效果。
图5.16
11
图5.17
提示：其它描摹方式请用户自己去体验。如（图5.18）所示，是使用同一张图片进
图5.29
21
图5.30
③ ：如果【自动调整】前面的复选框被打上“√”，系统会在色阶范围内自 动分布像素值。 ④ ：单击 按钮，弹出如（图5.31）所示的【自动调整范围】设置对话框， 用户可以根据自己的需要来设置自动调整的色阶范围。
图5.31
22
5．2．2 局部平衡
【局部平衡】主要用于调整位图图像边缘部分颜色的平衡，以便显示出浅亮部和暗部的 细节。【局部平衡】调整的具体操作方法如下。 （1）新建一个空白文件，导入一张图片并选中该图片。 （2）在菜单栏中单击 → → 击 命令，弹出【局部平衡】设置对话 框，在【局部平衡】设置对话框中单击按钮，并设置【局部平衡】对话框，设置完毕后 单击 按钮，效果和具体参数设置如（图5.32）所示，单击 按钮，即可得 到如（图5.33）所示的效果。

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第五章 路径的使用
图5-18 渐变种类
35
第五章 路径的使用
2．路径工具 路径工具有下面两种(如图5-19所示)： (1) 路径选择工具 ：选择一个闭合的路径，或是一个 独立存在的路径，可以用它来移动和复制路径。 (2) 直接选择工具 ：选择任何路径上的节点。可用鼠 标点选其中一个或按Shift键连续点选多个，也可圈选选择多 个。
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第五章 路径的使用
(3) 将“转换点工具” 和“直接选择工具” 配合 使用，对路径进行调整(调整路径上各点的锚点)，使之如图513所示。
(4) 再用“路径选择工具” 将癞蛤蟆的路径移到天鹅 的图片中，并将路径缩放至合适的位置，如图5-14所示。
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第五章 路径的使用
图5-13 癞蛤蟆原图
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(5) 将图5-3中的路径(注意用路径选择工具)复制到新文件 中，再将路径复制一次，对新的路径执行【编辑】\【变换】\ 【水平翻转】命令，将其变成两个相对的丹顶鹤路径，并调 整距离，如图5-4所示。
7
第五章 路径的使用
图5-4 移动和编辑路径
8
第五章 路径的使用
(6) 选择左边的丹顶鹤路径，点击路径调板下“将路径作 为选区载入”按钮，将选区进行0.5像素的羽化，在图层调板 中新建一图层，并用渐变工具将其填充为蓝白渐变。
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第五章 路径的使用
图5-19 路径工具
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第五章 路径的使用
3．自由钢笔工具 “自由钢笔工具”可以随意画路径，它不像“钢笔工具” 有点可以控制形状，它是自由绘制的，没有点可以用来调节， 如图5-20所示。
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第五章 路径的使用
图5-20 自由钢笔工具
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第五章 路径的使用

大气
图像
流的
运动
扰动
造成
效应 的模 数字图像处理方法第五章图像复原和重
建
糊
背景知识
几何畸变
数字图像处理方法第五章图像复原和重 建
背景知识
运动模糊
数字图像处理方法第五章图像复原和重 建
背景知识
图像复原是试图利用退化过 程的先验知识去除已退化的 图像的退化因素，尽可能恢 复图像本来面目的技术。
g ex ,y fe(m ,n )h e(x m ,y n )ex ,y
m 0 n 0
向量矩阵形式为
gHfn
其中，H为MN×MN的矩阵。
数字图像处理方法第五章图像复原和重 建
主要内容
背景知识 图像退化/复原过程的模型 代数恢复 频域恢复 几何校正
数字图像处理方法第五章图像复原和重 建
数字图像处理方法第五章图像复原和重 建
图像退化/复原过程的模型
图像复原的关键在于建立图像退化模型, 反映图像退化原因 通常将成像系统作为线性位移不变系统，点扩散函数用h （x，y）表示，获取退化图像为g（x，y），建立系统退
化模型如下：
退化函数 H
复原滤波
F(u) f(x)ej2uxdx
退化
复原
λ为常数系数（拉格朗日系数），γ为1/ λ 指定不同Q，得到不同复原图像
数字图像处理方法第五章图像复原和重 建
约束最小二乘复原
能量约束 Q=I
I表示单位矩阵
解得最佳复原解为
fˆ(H'HI)1H'g
物理意义为在约束条件下复原图像能量 | | fˆ | |2 最小
数字图像处理方法第五章图像复原和重 建
约束最小二乘复原