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4章 数字图像信息及处理技术

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数字图像处理要点简述详述

数字图像处理要点简述详述

第一.二章.采样，量化，数字图像的表示 基本的数字图像处理系统系统的层次结构I 应用程序 I 开发工具 操作系统 设备驱动程序I硬件I图像处理的主要任务： 图像获取与数字化 图像增强 图像恢复 图像重建 图像变换 图像编码与压缩 图像分割 特点：(1) 处理精度高。

(2) 重现性能好。

(3) 灵活性髙1•图像的数字化包括两个主要步骤：离散和量化2. 在数字图像领域，将图像看成是许多大小相同、形状一致的像素组成3. 为便于数字存储和计算机处理可以通过数模转换(A/D)将连续图像变为数字图像。

4•数字化包括取样和量化两个过程：取样：对空间连续坐标(x,y)的离散化量化：幅值f(x,y)的离散化(使连续信号的幅度用有限级的数码表示的过程。

)5.数字化图像所需的主要硬件：♦采样孔、图像扫描机构、光传感器、量化器、输岀存储体6•取样和量化的结果是一个矩阵 7.其中矩阵中的每个元素代表一个邃塞8•存储一幅图像的数据量又空间分辨率和幅度分辨率决定 9•灵敏度、分辨率、信噪比是三大指标第三章，傅里叶变换，DCT变换，WHT•余弦型变换：•傅里叶变换(DFT)和余弦变换(DCT)O•方波型变换：•沃尔什•哈达玛变换(DWT)1•二维连续傅里叶正反变换:F(u,v)= I f f(x.y)eJ_oc J_ocf g y)= \f F(u, v)ej27r(nA+vv)dwdvJ —oo J —oo二维离散傅里叶变换：M — 1 N — I=乏疋 Fgg 宀SS)if=o v=O。

F(u, v)即为f (x, y)的频谱。

频谱的直流成分说明在频谱原点的傅里叶变换尸(0,0)等于图像的平均灰度级 卷积定理：/(x,y)*^(x, y)= ss /O, n)g(x 一 m, y~n)/?/=() n=02•二维离散余弦变换(DCT)一维离散余弦变换：EO)=%)岳gfg 芈严 其中 c®=怜 ""DCT 逆变换为F(u.v)=1~MN A =0 y=02 A r -1/(«)=咅 C(0) + \1三工 F (gsn(2n +1)« ~~2N3•—维沃尔什变换核g （W ）：1 X_JL£（乂申）=丄口（一 1）®（”）為一】一心）＜N i=o• 厂、Cn 7V--1 ^T-l码3》=卡吝 /G 〉耳(—1)635—一 3«JC> =牙中 O )n (—O务i二维：•正变换: 1 N —l. N —!■H —1护(“*) = —X X /X%」)口( — 1)4(5—373$一_W] N 宜 U • JO■逆变换二1 AT-l JV-l 片_]/（X.y ）=丄 £ 乞 疗（心巧 口弟-i -心）JN 為 v=o ~。

《数字图像处理》习题参考答案

《数字图像处理》习题参考答案

《数字图像处理》习题参考答案第1 章概述连续图像和数字图像如何相互转换答：数字图像将图像看成是许多大小相同、形状一致的像素组成。

这样，数字图像可以用二维矩阵表示。

将自然界的图像通过光学系统成像并由电子器件或系统转化为模拟图像（连续图像）信号，再由模拟/数字转化器（ADC）得到原始的数字图像信号。

图像的数字化包括离散和量化两个主要步骤。

在空间将连续坐标过程称为离散化，而进一步将图像的幅度值（可能是灰度或色彩）整数化的过程称为量化。

#采用数字图像处理有何优点答：数字图像处理与光学等模拟方式相比具有以下鲜明的特点：1．具有数字信号处理技术共有的特点。

（1）处理精度高。

（2）重现性能好。

（3）灵活性高。

2．数字图像处理后的图像是供人观察和评价的，也可能作为机器视觉的预处理结果。

3．数字图像处理技术适用面宽。

4．数字图像处理技术综合性强。

数字图像处理主要包括哪些研究内容答：图像处理的任务是将客观世界的景象进行获取并转化为数字图像、进行增强、变换、编码、恢复、重建、编码和压缩、分割等处理，它将一幅图像转化为另一幅具有新的意义的图像。

]讨论数字图像处理系统的组成。

列举你熟悉的图像处理系统并分析它们的组成和功能。

答：如图，数字图像处理系统是应用计算机或专用数字设备对图像信息进行处理的信息系统。

图像处理系统包括图像处理硬件和图像处理软件。

图像处理硬件主要由图像输入设备、图像运算处理设备（微计算机）、图像存储器、图像输出设备等组成。

软件系统包括操作系统、控制软件及应用软件等。

$图数字图像处理系统结构图1常见的数字图像处理开发工具有哪些各有什么特点答．目前图像处理系统开发的主流工具为Visual C++（面向对象可视化集成工具）和MATLAB 的图像处理工具箱（Image Processing Tool box）。

两种开发工具各有所长且有相互间的软件接口。

Microsoft 公司的VC++是一种具有高度综合性能的面向对象可视化集成工具，用它开发出来的Win 32 程序有着运行速度快、可移植能力强等优点。

第4章-彩色数字图像基础

第4章-彩色数字图像基础
相加混色(RGB) 000 001 010 011 100 101 相减混色(CMY) 111 110 101 100 011 010 生成的颜色 黑 蓝 绿 青 红 品红
110
111
001
000
黄
白 10/33
3、色调-饱和度-亮度(hue-saturation-lightness，HSL) 颜色模型 -HSB（brightness）


例如，用两幅图像A和B混合成一幅新图像，新图像(New) 的像素为：New pixel =(alpha)(pixel A color) +(alpha)(pixel B color) 又如，一个像素(A，R，G，B)的四个分量都用规一化的数 值表示时， 像素值为(1，1，0，0)时显示红色，表示红色强度为1 像素值为(0.5，1，0，0)时，使用α通道中的预乘数0.5 与R，G，B相乘，其结果为(0.5,0.5,0,0)，表示红色强 度为0.5 –产生某些特效 17/33
多媒体技术教程
第4章 彩色数字图像基础
第4章 彩色数字图像基础目录
4.1 视觉系统对颜色的感知 4.2 图像的颜色模型
4.2.1 显示彩色图像用RGB相加混 色模型 4.2.2 打印彩色图像用CMY相减混 色模型
4.5 伽马(γ)校正
4.5.1 γ的概念 4.5.2 γ校正
4.6 图像文件格式
4.6.1 BMP文件格式 4.6.2 GIF文件格式 4.6.3 PNG格式

CMY相减混色模型


用三种基本颜色即青色(cyan)、品红(magenta)和黄色 (yellow)的颜料按一定比例混合得到颜色的方法，通常写 成CMY，称为CMY模型 从理论上说，任何一种颜色都可以用青色(cyan)、品红 (magenta)和黄色(yellow)混合得到

(完整版)数字图像处理每章课后题参考答案

(完整版)数字图像处理每章课后题参考答案

数字图像处理每章课后题参考答案第一章和第二章作业：1.简述数字图像处理的研究内容。

2.什么是图像工程？根据抽象程度和研究方法等的不同，图像工程可分为哪几个层次？每个层次包含哪些研究内容？3.列举并简述常用表色系。

1.简述数字图像处理的研究内容？答：数字图像处理的主要研究内容，根据其主要的处理流程与处理目标大致可以分为图像信息的描述、图像信息的处理、图像信息的分析、图像信息的编码以及图像信息的显示等几个方面，将这几个方面展开，具体有以下的研究方向：1.图像数字化，2.图像增强，3.图像几何变换，4.图像恢复，5.图像重建，6.图像隐藏，7.图像变换，8.图像编码，9.图像识别与理解。

2.什么是图像工程？根据抽象程度和研究方法等的不同，图像工程可分为哪几个层次？每个层次包含哪些研究内容？答：图像工程是一门系统地研究各种图像理论、技术和应用的新的交叉科学。

根据抽象程度、研究方法、操作对象和数据量等的不同，图像工程可分为三个层次：图像处理、图像分析、图像理解。

图像处理着重强调在图像之间进行的变换。

比较狭义的图像处理主要满足对图像进行各种加工以改善图像的视觉效果。

图像处理主要在图像的像素级上进行处理，处理的数据量非常大。

图像分析则主要是对图像中感兴趣的目标进行检测和测量，以获得它们的客观信息从而建立对图像的描述。

图像分析处于中层，分割和特征提取把原来以像素描述的图像转变成比较简洁的非图形式描述。

图像理解的重点是进一步研究图像中各目标的性质和它们之间的相互联系，并得出对图像内容含义的理解以及对原来客观场景的解释，从而指导和规划行为。

图像理解主要描述高层的操作，基本上根据较抽象地描述进行解析、判断、决策，其处理过程与方法与人类的思维推理有许多相似之处。

第三章图像基本概念1.图像量化时，如果量化级比较小时会出现什么现象？为什么？答：当实际场景中存在如天空、白色墙面、人脸等灰度变化比较平缓的区域时，采用比较低的量化级数，则这类图像会在画面上产生伪轮廓（即原始场景中不存在的轮廓）。

数字图像处理各章要求必做题及参考答案

数字图像处理各章要求必做题及参考答案
个模块组成，如下图所示。
图像通信
图像输入
处理和分析
图像输出
图像存储
各个模块的作用分别为： 图像输入模块：图像输入也称图像采集或图像数字化，它是利用图像采集设备（如数码照相机、数 码摄像机等）来获取数字图像，或通过数字化设备（如图像扫描仪）将要处理的连续图像转换成适于计 算机处理的数字图像。 图像存储模块：主要用来存储图像信息。 图像输出模块：将处理前后的图像显示出来或将处理结果永久保存。 图像通信模块：对图像信息进行传输或通信。 图像处理与分析模块：数字图像处理与分析模块包括处理算法、实现软件和数字计算机，以完成图 像信息处理的所有功能。
2.10（1） 存储一幅 1024×768，256 个灰度级的图像需要多少 bit？ （2） 一幅 512×512 的 32 bit 真彩图像的容量为多少 bit？ 解答：
（1）一幅 1024×768，256 个灰度级的图像的容量为： b=1024× 768×8 = 6291456 bit （2）一幅 512×512 的 32 位真彩图像的容量为： b=512 × 512 × 32=8388608 bit
的图像具有如题表 4.4.2 所示的灰度级分布。
题表 4.4.1
灰度级
0
1
2
3
4
5
6
7
各灰度级概率分布
0.14 0.22 0.25 0.17 0.10 0.06 0.03 0.03
题表 4.4.2
灰度级
0
1
2
3
4
5
6
7
各灰度级概率分布
0
0
0
0.19 0.25 0.21 0.24 0.11
解答： （1）直方图均衡化结果如下表所示

数字图文信息处理技术

数字图文信息处理技术

数字图文信息处理技术
随着当今社会的不断发展和进步，人们的生活水平也不断提高，计算机技术的发展也更加迅速。

数字图文信息处理技术，也就是所谓的“信息处理”，是当今计算机技术发展的一个重要分支。

数字图文信息处理技术是指利用计算机以及相关软件系统，对各种视觉、动态和文本信息进行采集、处理、存储、处理、传输技术。

它的主要功能是实现文本编辑、图像处理、视频编辑、图形建模、语音识别，以及虚拟现实、模拟等技术。

可以说，数字图文信息处理技术是在现代计算机技术发展中，实现信息收集处理加工的重要手段。

数字图文信息处理技术主要有四个部分：本地信息处理、文本处理、图像处理和视频处理。

本地信息处理是指使用计算机对本地数字信息进行编辑和处理
的系列技术。

它是收集有关数字文档的原始数据，然后使用文本处理软件和图形处理软件，对文件、图像、音频等进行整理，最后实现数字信息的编辑和处理。

文本处理是指用计算机系统来处理文本数据的技术。

其主要功能包括：数据处理，文本编辑，文本检索，文本改写，文本表示，语法检查，文本转换，文本压缩等功能。

图像处理是指使用计算机系统处理图像数据的技术。

其主要功能包括：图像显示，图像检索，图像改写，图像表示，图像分割，图像压缩，图像识别，图像分析等功能。

视频处理是指使用计算机系统进行视频信息整理，处理，存储和
传输的技术。

它的主要功能是视频编辑，视频转换，视频存储，视频检索，视频处理，视频压缩，视频识别，视频剪辑等功能。

数字印前技术-第4讲 印刷图像信息处理


数字加网
所谓的数字加网就是采用无形的电子或 数字网屏完成网点的形成，其主要工具 是光栅图像处理器（Raster Image Processor，RIP），它可根据图文处理好 的信息自动对网点的大小、网点的角度、 网点的线数加以确定。
印刷分色与合成
彩色印刷品不同于单色印刷品的地方就 在于颜色再现。原稿上的颜色，是利用 光和色之间的关系，被再现在印张上的。
圆形网点无论是在亮调还是在中间调的 情况下，网点之间都是独立的，只有暗 调的情况下才有部分相连。
菱形网点综合了方形网点的硬调和圆形 网点的柔调特性，色彩过渡自然，适合 一般图像、照片的表现。
网点线数
网点线数是指单位长度（每英寸或每厘 米）内所排列的网点个数，用LPI或 LPCM表示。在习惯上也称之为“网屏线 数”或“网目数”。目前常用网点线数。
如果能将印版上的图文部分分割成无数 面积大小不同的小点，不同面积大小的 点着墨后，着墨的多少也就不同，在视 觉效果上也就表现出了不同的阶调层次。 同样，着墨的多少，也反映出了色彩的 千变万化。这些小点在印刷上称之为网 点，所以印刷上一定要采用网点来印刷。
加网方式
玻璃网屏加网 玻璃网屏是由垂直相交的等宽的黑线和
印张上单位面积内，点子的总面积小， 油墨复盖率低，反射光线多，吸收光线 少，给人以明亮的感觉，这样原稿图像 的浓淡层次，在印张上便可得到再现。
调幅加网（AM）
由于网屏的网孔呈现有序的排列，因此， 形成的网点在空间的分布不仅有规律， 而且单位面积内网点的数量是衡定不变 的，原稿上图像的明暗层次，依靠每个 网点面积的变化，在印刷品上得到再现。
彩色图像原稿的颜色要再现在印刷品上， 必须先经过颜色的分解（分色），再进 行颜色的合成（印刷）。

遥感数字图像处理-第4章 变换域处理方法

颜色空间是用一种数学方法来形象化地表示颜色，颜色空 间常用来指定和产生颜色。
颜色空间中的颜色通常用代表3个参数的3维坐标来描述， 其颜色要取决于所使用的坐标。大部分遥感数据都采用 RGB颜色空间来描述，但对图像进行一些可视分析时，也 会使用其他颜色空间（如HSI模型）。
10
七、颜色空间变换
颜色空间分类
第4章
变换域处理方法
为什么要进行变换域处理？
换一个角度来看数字图像
空间域图像直观地为我们提供了丰富的空间和数字信息， 但如果我们将空间域图像进行某种变换，将会较为容易地 识别出一些在原始图像上无法直观看到的信息，从而有利 于图像的后续处理。
介绍常用的数字图像变换算法原理及其应用，旨 在为后续章节的图像变换域处理提供基础。
用三棱镜！ 如果想把一段音频文件不同频率的声音检测出来怎么办？
用傅立叶变换！
8
六、小波变换
小波变换与傅里叶变换类似，都是把一个信号分解成一组 正交信号，但不同于傅里叶变换中使用的三角函数，小波 变换是用由零开始由零结束、中间为一段震荡的波来表示 信号，它是一种能量在时域非常集中的波。
9
七、颜色空间变换
“鸡尾酒会问题”
在嘈杂的鸡尾酒会上，许多
（Cocktail Party Problem） 人在同时交谈，可能还有背
景音乐，但人耳却能准确而
清晰的听到对方的话语。
从混合声音中选择自己感兴 趣的声音而忽略其他声音的 现象
7
五、傅里叶变换
人的视觉系统时时刻刻都在进行“分离信号”这种行为：看 见不同的颜色，听到不同频率的声音，甚至尝到酸甜苦辣咸 这五种不同的味道也是一种识别不同信号的表现。 而傅立叶变换正是一种通过频率来分离不同信号的方法！ 如果想把自然光中的七色成分分离出来怎么办？

第四章图像处理技术


学生：
全院选修
第四章图像处理技术
4影响图像质量的几个因素 分辨率：是在单位长度中，所表达或包含的像素数目。分辨率的高低 直接影响到图像的质量，一般其数值越大，像点密度越高，图像对细 节的表现能力越强，清晰度越高。按应用场合不同，可将分辨率分为 屏幕分辨率、显示分辨率、打印分辨率三种。 屏幕分辨率：用每英寸行数表示，数值越大图形（图像）质量越好 。 显示分辨率：指画面由多少像素构成，数值越大，图像也就越清晰。 显示器的最大分辨率与显示区域的大小、点距、视频带宽等因素有关， 可用公式计算：显示区域的宽或高/点距。如：640X480. 打印机分辨率又叫输出分辨率：指打印图像中存储的信息量，通常以 “点/英寸”（DPI）表示，也称打印精度。衡量输出设备的精度，以每 英寸的像素点数表示。
储在计算机中的图像信息，这些图像可以是照片、绘画等等。在计 算机中，图像都是由一些排成行列的点（像素）组成的数字阵列信 息，阵列中的各项数字用来描述构成图像的各个点(称为像素点)的强 度与颜色等信息。 3 图像与图形的区别： 1）图像数据量大，图形数据量小。 2）图像的像点之间没有内在联系，在放大或缩小时，部分像点被丢 失或重复添加，导致图像的 清晰度受影响；图形由运算关系支配， 放大或缩小不会影响图形的特征。 3）图像的表现力强，适于表现自然；图形适于表现变化的曲线等。
单位：计算机学院
2009-3-29 下午6时22分
色调值 0 ~ 255
P
课程：多媒体技术与应用
教师： 安文
学生：
全院选修
第四章图像处理技术
（3）常见的彩色空间
在多媒体技术中，用得最多的是RGB彩色空间，它对任意彩色光F， 其配色方程可写成：F＝r[R]＋g[G]＋b[B] 其中r，g，b为三色系数，[R]，[G]，[B]为F色光的三色分量。 可以表达24位颜色，相当于256*256*256=16,777,216种颜色

数字图像处理知识点与考点(经典)

答： Laplacian 算子进行检测边缘是利用阶跃边缘灰度变化的二阶导数特性，根据边缘点是零交叉点来检测图像边缘位 置。 它对应的模板为 -1 -1 -4 1 -1
Laplacian 增强算子通过扩大边缘两边像素的灰度差（或对比度）来增强图像的边缘，改善视觉效果。它对应的模板为 -1 -1 5 -1 -1
例题：（1） 存储一幅1024×768，256 （8 bit 量化）个灰度级的图像需要多少位？ （2） 一幅512×512 的32 bit 真彩图像的容量为多少位？ 解： （1）一幅1024×768，256 =28 （8 bit 量化）个灰度级的图像的容量为：b=1024×768×8 = 6291456 bit （2）一幅512×512 的32 位真彩图像的容量为：b=512×512×32 =8388608 bit
5.数字图像根据灰度级数的差异可分为：黑白图像、灰度图像和彩色图像。 6.灰度直方图：灰度直方图是灰度级的函数。灰度级为横坐标，纵坐标为灰度级的频率，是频率同灰度级 的关系图。可以反映了图像的对比度、灰度范围（分布）、灰度值对应概率等情况。 7.灰度直方图的性质：（1）只能反映图像的灰度分布情况，而不能反映图像像素的位置,即丢失了像 素的位置信息。（2）一幅图像对应唯一的灰度直方图，反之不成立。不同的图像可对应相同的直方图。 （3）一幅图像分成多个区域，多个区域的直方图之和即为原图像的直方图。 L −1 8.图像信息量H（熵）的计算公式：反映图像信息的丰富程度。 H = − Pi log2 Pi
傅立叶变换
f ( x, y) F ( u , v)
滤波器
H (u , v) G ( u , v)
傅立叶反变换
g ( x , y)
(1) 将图像 f(x,y)从图像空间转换到频域空间，得到 F(u,v)； (2) 在频域空间中通过不同的滤波函数 H(u,v)对图像进行不同的增强,得到 G(u,v) (3) 将增强后的图像再从频域空间转换到图像空间，得到图像g(x,y)。 说明： （也可演变为简述频域图像锐化（或平滑）的步骤，需要指明滤波器的类型：高通或低通滤波器） 9.频率域平滑： 由于噪声主要集中在高频部分， 为去除噪声改善图像质量， 滤波器采用低通滤波器H(u,v) 来抑制高频成分，通过低频成分，然后再进行逆傅立叶变换获得滤波图像，就可达到平滑图像的目的。 10.常用的频率域低滤波器H(u,v)有四种： (1)理想低通滤波器: 由于高频成分包含有大量的边缘信息，因此采用该滤波器在去噪声的同时将会 导致边缘信息损失而使图像边模糊。 (2)Butterworth低通滤波器:它的特性是连续性衰减，而不象理想滤波器那样陡峭变化，即明显的不连 续性。因此采用该滤波器滤波在抑制噪声的同时，图像边缘的模糊程度大大减小，没有振铃效应产生。 (说明：振铃效应越不明显效果越好) (3)指数低通滤波器： 采用该滤波器滤波在抑制噪声的同时， 图像边缘的模糊程度较用Butterworth滤波 产生的大些，无明显的振铃效应。 (4)梯形低通滤波器:它的性能介于理想低通滤波器和指数滤波器之间， 滤波的图像有一定的模糊和振铃 效应。 13.频率域锐化:图像的边缘、细节主要位于高频部分，而图像的模糊是由于高频成分比较弱产生的 。 频率域锐化就是为了消除模糊，突出边缘。因此采用高通滤波器让高频成分通过，使低频成分削弱， 再经逆傅立叶变换得到边缘锐化的图像。 14.常用的高通滤波器有四种： (1)理想高通滤波器 (2)巴特沃斯高通滤波器 (3)指数高通滤波器 (4)梯形高通滤波器 说明：（1）四种滤波函数的选用类似于低通。 （2）理想高通有明显振铃现象，即图像的边缘有抖动现象。 （3）巴特沃斯高通滤波效果较好，但计算复杂，其优点是有少量低频通过，H(u，v)是渐变的， 振铃现象不明显。 (4)指数高通效果比Butterworth差些，振铃现象不明显. (5)梯形高通会产生微振铃效果，但计算简单，较常用。 (6)一般来说，不管在图像空间域还是频率域，采用高频滤波不但会使有用的信息增强，同时也 使噪声增强。因此不能随意地使用。 (7)高斯低通滤波器无振铃效应是因为函数没有极大值、极小值，经过傅里叶变换后还是本身 ， 故没有振铃效应。 15.同态滤波：在频域中同时将亮度范围进行压缩（减少亮度动态范围）和对比度增强的频域方法。 现象：（1）线性变换无效（2）扩展灰度级能提高反差，但会使动态范围变大(3)压缩灰度级，可以减 小灰度级，但物体的灰度层次会更不清晰 改进措施：加一个常数到变换函数上，如：H（u，v）+A（A取0→1）这种方法称为:高度强调（增强）。 为了解决变暗的趋势，在变换结果图像上再进行一次直方图均衡化，这种方法称为：后滤波处理。
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教学进程
2
CMYK模式 CMYK模式
CMY模式是使用青色（Cyan）、品红（Magenta）、 CMY模式是使用青色（Cyan）、品红（Magenta）、 模式是使用青色 ）、品红 黄色（Yellow） 种基本颜色按一定比例合成色彩的方法， 黄色（Yellow）3种基本颜色按一定比例合成色彩的方法， 混色原理是减色法。 混色原理是减色法。 在印刷时常加一种真正的黑色（Black），这样， ），这样 在印刷时常加一种真正的黑色（Black），这样，CMY 模式又称为CMYK模式。 CMYK模式 模式又称为CMYK模式。
教学进程
2
luminance） 亮度 （luminance）
就是来表示某种颜色在人眼视觉上引起的明暗程度， 亮度就是来表示某种颜色在人眼视觉上引起的明暗程度，它直接与光的 强度有关。光的强度越大，物体就越亮；光的强度越小，物体就会越暗。 强度有关。光的强度越大，物体就越亮；光的强度越小，物体就会越暗。
教学进程
4.3.2 图像的量化
把采样后所得到的这些连续量表示的像素值离散化为整 数值的操作叫量化。 表示量化的亮度值（或色彩值）所需的二进制位数称为 量化字长（图像深度） 量化字长（图像深度）。 量化字长越大，就越能真实反映 图像的原有效果。
4.3.3 图像的编码与压缩
图像的编码就是按照一定的格式把图像经过采样和量化 得到的离散数据记录下来。 得到的离散数据记录下来。
教学进程
2
互补色
凡是两种色光相混合而成白光，这两种色光就互为补色 （complementary colors）。如图所示，红、青；绿、品 红；蓝、黄互为补色。互补色是彼此之间最不一样的颜色， 这就是人眼能看到除了基色之外其他色的原因。
教学进程
4.1.3 色彩模式 色彩模式是指在计算机上显示或打印图像时表示颜色的数字方法。 色彩模式是指在计算机上显示或打印图像时表示颜色的数字方法。 比如计算机显示器采用RGB模式，打印机输出彩色图像时用CMYK模式， 比如计算机显示器采用RGB模式，打印机输出彩色图像时用CMYK模式， RGB模式 CMYK模式 从事艺术绘画的采用HSB模式，彩色电视系统采用YUV/YIO模式。 从事艺术绘画的采用HSB模式，彩色电视系统采用YUV/YIO模式。 HSB模式 YUV/YIO模式
4.2.2 图形与图像的比较
1
容量
矢量图文件存储的是图形指令，占用的空间较小。 矢量图文件存储的是图形指令，占用的空间较小。 位图文件存储的是图像数据，占用的空间比矢量图大得多。 位图文件存储的是图像数据，占用的空间比矢量图大得多。 影响位图文件大小的因素有：图像分辨率和图像深度。 影响位图文件大小的因素有：图像分辨率和图像深度。
教学进程
4.3 图像的数字化
图像数字化的目的是把真实的图像转变成计算机能够接受的显 示和存储格式，即特定的一串连续数字。 示和存储格式，即特定的一串连续数字。图像的数字化过程分为采 样、量化和编码三个步骤 。 4.3.1 图像的采样
1
采样频率
图像采样就是把图像分割成为一系列小区域，用特定的 图像采样 数值来表示每一个小区域的亮度、色彩等特征，这些小区 域称之为像素点。 像素点。 采样频率是指一秒钟内采样的次数，它反映了采样之 采样频率 间的间隔大小。采样频率是影响图像质量的重要指标，它 决定了采样后所得到的图像是否能真实地反映原图像的程 度。采样频率越高，得到的图像样本就越细腻逼真，图像 的质量就越高，但存储量就越大。
4
应用
图形适合于表现变化的曲线、 图形适合于表现变化的曲线、简单的图案和运算结果 而图像表现较强，层次和色彩较丰富， 等；而图像表现较强，层次和色彩较丰富，适合于表现自 细节的景物。图形的编辑方便，因此侧重于“绘制” 然、细节的景物。图形的编辑方便，因此侧重于“绘制”、 创建” 而图像的表现力强但创建较困难， “创建”；而图像的表现力强但创建较困难，因此侧重于 获取” 复制” “获取”、“复制”。
是实现图像传输与存储的关键， 压缩编码技术是实现图像传输与存储的关键，常用的图 像压缩编码有预测编码和变换编码。 像压缩编码有预测编码和变换编码。
教学进程4.3.4数字图形、 4.3.数字图形、图像的性能指标 数字图形
1
分辨率
是指屏幕上显示图像区域的大小， 是指屏幕上显示图像区域的大小，即构成全屏显示的像素 点的个数。以水平和垂直像素表示。 800×600， 点的个数。以水平和垂直像素表示。如800×600，是指屏幕水 平方向有800个像素点，垂直方向有600个像素点。 800个像素点 600个像素点 平方向有800个像素点，垂直方向有600个像素点。 同样大小的屏幕，显示分辨率越高，像素的密度越大， 同样大小的屏幕，显示分辨率越高，像素的密度越大，显 示的图像就越精细。 示的图像就越精细。
4.2 图形与图像
4.2.1矢量图形与位图图像 4.2.1矢量图形与位图图像
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矢量图形 又称几何图形或矢量图（Vector Graphic）。指令用 来描述构成一幅图所包含的直线、矩形、圆、圆弧、曲 线等的形状、位置、颜色等各种属性和参数。 矢量图 形与分辨率无关，可以将它缩放到任意大小和以任意分 辨率在输出设备上打印出来，都不会影响清晰度。
放大 400%
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位图图像 又称点阵图像或位图图像，它是指在空间和亮度上已 经离散化的图像，是由许多像素点组成的。 可以把一幅位图图像理解为一个矩形，矩形中的任一 元素与图像中的一个点对应，该点的灰度或颜色等级用相 应的值表示。 矩形的元素称为像素，每个像素可以具有不同的颜 色和亮度，它是组成位图图像的基本单位。 像素的颜色等级越多则图像越逼真。
第 4 章
数字图像信息及处理技术
4.1.1 色彩的三要素 1
色调（hue） 色调（hue）
表示光的颜色，它决定于光的波长，是彩色光的基本特性。 色调表示光的颜色，它决定于光的波长，是彩色光的基本特性。 某一物体的色调是指该物体在日光照射下所反射的光谱成分作用到 人眼的综合效果。 人眼的综合效果。 自然界中的七色光分别对应着不同的色调，而每种色调又分别 自然界中的七色光分别对应着不同的色调， 对应着不同的波长。 对应着不同的波长。
教学进程
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HSB模式 HSB模式 HSB模式使用色调（Hue）、饱和度（Saturation） HSB模式使用色调（Hue）、饱和度（Saturation）和亮 模式使用色调 ）、饱和度 Brightness） 个参数来生成颜色。利用HSB HSB模式描述 度（Brightness）3个参数来生成颜色。利用HSB模式描述 颜色比较自然，但实际使用却不方便， 颜色比较自然，但实际使用却不方便，例如显示时要转换 RGB模式 打印时要转换为CMYK模式等。 模式， CMYK模式等 成RGB模式，打印时要转换为CMYK模式等。
教学进程
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饱和度(saturation) 饱和度(saturation)
常指彩色中白光含量的多少。 常指彩色中白光含量的多少。 对于同一色调的彩色光，饱和度越深颜色越纯。 对于同一色调的彩色光，饱和度越深颜色越纯。饱和度还和亮度 有关，同一色调越亮或越暗则越不纯。100%饱和度的色光就代表完 有关，同一色调越亮或越暗则越不纯。100%饱和度的色光就代表完 全没有混入白光的纯色光。 全没有混入白光的纯色光。
(1) 显示分辨率 （Display Resolution） ）
(2) 图像分辨率 是指确定组成一幅图像的像素数目。 是指确定组成一幅图像的像素数目。以水平的和垂直的像 素点表示。图像和显示分辨率决定了显示图像的大小。 素点表示。图像和显示分辨率决定了显示图像的大小。 (3) 像素分辨率 像素分辨率是指在显示器上一个像素点的宽和长之比， 像素分辨率是指在显示器上一个像素点的宽和长之比，在像素 分辨率不同的机器间传输图像时会产生变形。 分辨率不同的机器间传输图像时会产生变形。
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YUV/YIQ模式 YUV/YIQ模式 在现代彩色电视系统中，使用YUV模式或YIQ模式来 在现代彩色电视系统中，使用YUV模式或YIQ模式来 YUV模式或YIQ 表示彩色图像。 PAL制式中使用YUV模式 其中Y 制式中使用YUV模式， 表示彩色图像。在PAL制式中使用YUV模式，其中Y表示 亮度； 表示色度，是构成彩色的两个分量。在美国、 亮度；U、V表示色度，是构成彩色的两个分量。在美国、 日本等国采用的NTSC制式中使用YIQ模式，其中Y NTSC制式中使用YIQ模式 日本等国采用的NTSC制式中使用YIQ模式，其中Y表示亮 度，I、Q是两个彩色分量。 是两个彩色分量。
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显示性能
显示一幅复杂的位图文件比显示一幅复杂的矢量图文件要快。 显示一幅复杂的位图文件比显示一幅复杂的矢量图文件要快。
教学进程
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缩放性能
图形在进行缩放、旋转等操作后不会产生失真； 图形在进行缩放、旋转等操作后不会产生失真；而 图像有可能出现失真现象， 图像有可能出现失真现象，特别是放大若干倍后可能出 现严重的颗粒状，缩小后会吃掉部分像素点。 现严重的颗粒状，缩小后会吃掉部分像素点。
教学进程
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颜色深度
颜色深度/位 1 4 8 16 24 32 数值 21 24 28 216 224 232 颜色数量 2 16 256 65536 16777216 4294967296 颜色评价 二值图像 简单色图像 基本色图像 增强色图像 真彩色图像 真彩色图像
颜色深度是指记录每个像素所使用的二进制位数，对于彩色图像来 颜色深度是指记录每个像素所使用的二进制位数， 说，颜色深度决定了该图像可以使用的最大颜色数目；对于灰度图像来 颜色深度决定了该图像可以使用的最大颜色数目； 说，颜色深度决定了该图像可以使用的亮度级别数目。 颜色深度决定了该图像可以使用的亮度级别数目。 颜色深度值越大，显示的图像色彩越丰富，画面越好，但数据量也 颜色深度值越大，显示的图像色彩越丰富，画面越好， 随之增长。 随之增长。