多媒体技术及应用学习指导 (2).pdf

1 3 3.1 .1 学习指导学习指导 图像或图形作为一种视觉媒体，已经成为人类信息传输、思想表达的重要方式之一。本 章的重要概念包括：颜色模型、图像与图形的异同、图像数字化、图像文件格式、图像压缩 标准，而图像的数字化过程及静止图像压缩标准是难点。 颜色模型是指在计算机上显示或打印图像时表示颜色的数字方法。显示器采用 RGB 模 型，打印机输出彩色图像时采用 CMYK 模型，从事艺术绘画者采用 HSB 模型，彩色电视系 统采用 YUV/YIQ 模型。 图像是指在空间和亮度上已经离散化的图像； 图形是用一组指令来描述的， 这些指令给 出构成该画面的所有直线、曲线、矩形、椭圆等的形状、位置、颜色等各种属性和参数。图 像数字化就是把连续的空间位置和亮度离散， 它包括两方面的内容： 空间位置的离散和数字 化，亮度值的离散和数字化。影响图像数字化质量的主要参数有分辨率和颜色深度等。 图像数字化后的信息数据量很大，因此需要压缩。数字图像压缩标准有 JPEG 和 JPEG 2000，JPEG 是采用以离散余弦变换为基础的有损压缩算法，而 JPEG 2000 是基于离散小波 变换为主的多解析编码方式，它能弥补 JPEG 的某些不足。 显示设备是计算机系统实现人机交互的实时监视的外部设备，它包括显示卡和显示器。 扫描仪是一种光、机、电集成的数字输入设备，它可以将图像或文稿等转换成计算机能够识 别和处理的数字图像。 Photoshop 是数字图像处理领域的专业级应用软件，它能够进行各种平面图像处理，绘 制简单的几何图形以及进行格式和颜色模型的转换等多种操作， 可以创作出任何能构想出的 图像作品。 3 3.2 .2 问题讨论问题讨论 1、什么是颜色模型？RGB 模型与 CMYK 模型有什么不同？ 2、解释矢量图形和位图图像的异同点。 3、影响图像数字化质量的主要参数是什么？ 4、获取图像的主要途径是什么？ 5、无失真编码方法与有失真编码方法有哪些不同？ 6、JPEG 和 JPEG 2000 的主要编码技术是什么？ 7、LCD 显示器与 CRT 显示器各有什么特点。 8、解释 OCR 文字识别技术的应用前景。 9、如何将路径转换为选区？ 10、如何将一幅图像制作出风驰电掣的效果？ 3 3.3 .3 例题分析例题分析 例题例题 1 一张 800600 的真彩色（32 位）未压缩的图像的原始数据量是多少？ 试题分析试题分析 本题主要涉及图像的数字化过程，考核对图像数字化原理的认识。由于图 像的数字化是指连续空间位置、亮度的离散和数字化，因此在遇到本类题目的时候，需要首 先了解图像的像素总数。同时，图像数字化需要将所有的像素点的信息记录下来，通过记录 所有像素的信息来保存整个图像的信息。 图像文件的大小是指在磁盘上存储整幅图像所需的字节数。 2 数据量图像分辨率颜色深度/8 (B) 参考答案参考答案 图像文件的大小是指在磁盘上存储整幅图像所需的字节数。 图像总共有 600800=480000 个像素点 图像总共占用空间 60080032 比特 因此，图像占用的总空间为 800 600 32 1.831MB 8 1024 1024 例题例题 2 为什么同样的一个电视信号图像，彩色电视机能够播放，黑白电视机也能播 放？ 试题分析试题分析 本题主要涉及电视信号采用的颜色模型：YUV 和 YIQ，以及对这 2 种颜色 模型的理解。 参考答案参考答案 在彩色电视系统中，使用 YUV 模型或 YIQ 模型来表示彩色图像。在 PAL 制式中使用 YUV 模型，其中 Y 表示亮度，U、V 表示色度，是构成彩色的两个分量。在 NTSC 制式中使用 YIQ 模型，其中 Y 表示亮度，I、Q 是两个彩色分量。 YUV 模型的优点是亮度信号和色度信号是相互独立的， 即 Y 分量构成的亮度图与 U 或 V 分量构成的带着彩色信息的两幅单色图是相互独立的， 所以可以对这些单色图分别进行编 码。如果只用亮度信号，而不采用色度信号，则表示的图像就是没有颜色的灰度图像，人们 使用黑白电视机能够接收彩色电视信号就是这个原理。 例题例题 3 照相机上标识的 1200 万像素是指什么？ 试题分析试题分析 图像的数字化是指图像连续空间位置、亮度的离散和数字化。在进行数字 图像采集时，需要将图像信息采集进来，并用相应的像素点进行存储。相机上标识的像素点 表示该设备能够最大使用多少位像素来表示一张图像。 参考答案参考答案 随着科学技术的发展，照相机成像技术发展较快，常见的相机已经能够实 现较高像素的图片采集。相机上标识的像素为该相机在成像时能够使用的最大像素点数量， 该值越大，表示能够用更多的像素点来存储图像，图像越清晰。本题中相机能够使用 1200 万像素来存储一个图像，因此图像的分辨率可以达到 4080 2720。 例题例题 4 请用行程编码对符号串“4444444488888899999999955555555”进行编码 试题分析试题分析 行程编码是相对简单的一种无失真编码方。它的编码思想是将相同的连续 符号串用一个符号和串长的值来代替。 比如 “777779999999555555” 的行程编码为 （7,5）（9,7） （5,6） 。即一个符号和它的长度为一组。 参考答案参考答案 （4,8） （8,6） （9,9） （5,8） 例题例题 5 彩色图像的颜色用 16bit 表示，该图像能表示的最大颜色数量是多少？ 试题分析试题分析 本题主要是考查颜色深度的概念和计算。16bit 颜色位数能表示的颜色数目 是 2 的 16 次方，即 21665536 种颜色。 参考答案参考答案 65536