第2章 数字图像的基本知识.ppt

* 第2章 数字图像的基本知识 本章介绍数字图像的描述方法。讨论内容如下： 2.1 彩色计色体系 2.2 位图图像的组成 2.3 VC++下位图文件数据的读取与显示 2.4 灰度直方图 位图文件的读取与显示是图像处理和分析的最基本操作，必须熟练掌握。 直方图是评价、处理和分析图像效果的有力工具；是本章的重点之一。 2.1 彩色计色体系 2.1.1 像素 将一幅摸拟图象划分为很多逐行逐列排列的点，每一点称为一个像素。像素是组成图像的最小单位。 对于一幅彩色图象，每个像素需要用3个量来描述。 （1） 用 RGB 三基色描述像素 R—— 红色分量 ，G —— 绿色分量，B —— 蓝色分量 R、G、B按不同的比例混合，可得到不同的颜色。 例： 24位真彩色图像， 每个分量用一个字节表示，值范围为0~255。 能表达的颜色数目为 2563 =种，足以描述自然界中的绝大部分颜色。 目前，.BMP文件大部分都是这种格式。 2.1.2 计色体系 （2） 用 YUV 分量描述像素 Y—— 亮度分量 ，U ——蓝差分量，V—— 红差分量 已知RGB，可求出YUV： Y = 0.30R + 0.59G + 0.11B U = B－Y= －0.30R － 0.59G + 0.89B V= R－Y = 0.7R － 0.59G － 0.11B 矩阵形式： 亮度分量代表像素的明暗程度，对于图像的清晰度起决定性作用。 由于U、V分量是三基色分量中扣除色度信号的结果，因此不包括 亮度成分。 U、V分量代表像素的颜色，根据“大面积着色原理”，对图像的清 晰度影响不大。 （3） 用 YSC 分量描述像素 Y—— 亮度分量 ，S ——色饱和度分量，C—— 色调分量 已知YUV ，可求出YSC： 色饱和度 S 代表颜色的深浅， 色调 C 代表颜色的种类。 S和C统称为色度。 U V C S 0 建立直角坐标系U-V，则: S为色度的大小，C为色度的辐角 例：纯红色像素，三基色值为 R=255，G=0，B=0。分别用YUV和YSC 计色制表示该像素。 Y=0.3×255 + 0.59×0 + 0.11×0=76.5 ≈ 77 U=B－Y=0 －77= －77 V=R－Y=255 －77= 178 S=[ (-77)2 + (178) 2 ] 0.5 = 193.9 C=arctg ( － 178 /77) = arctg(－2.31 ) = 113° U V C=113° S=193.9 0 －77 178 8 种标准颜色的 YSC 值如下表： 无意义 0 0 0,0,0 黑 113° 0.76 0.3 1,0,0 红 0.83 0.76 0.9 0.9 0.83 0 S 45° 293° 173° －6° －135° 无意义 C 0.41 0.7 0.89 0.11 0.59 1.0 Y 1,0,1 0,1,1 1,1,0 0,0,1 0,1,0 1,1,1 R,G,B 品 青 黄 蓝 绿 白 名称 U V 红113° 将标准颜色画在U-V坐标系中，称为彩色矢量图。 青293° 品45° 绿225° 蓝354° 黄173° 例：有一像素，三基色值为 R=100，G=50，B=200。试判断该像素的颜色。 Y=0.3×100 + 0.59×50 + 0.11×200 = 81.5 （较暗） U=B－Y=50 －81.5= －31.5 V=R－Y=100 －81.5= 19.5 S=[ (－ 31.5)2 + (19.5) 2 ] 0.5 = 37 (颜色深浅中等） C=arctg ( － 19.5 / 31.5) = arctg(－0.62 ) = 32°（紫偏蓝） 若知一个像素的三基色值，由彩色矢量图，很容易判断该像素的颜色。 R=100，G=50，B=200 U V 红113° 青293° 品45° 绿225° 蓝354° 黄173° 2.2 位图图像的组成 位图（BITMAP）： 由逐行逐列的像素排列构成的图像。 各像素的存储顺序与像素在图像中的坐标位置成一定的影射关系。 没有经过数据压缩，图像质量高。但数据量大。