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多媒体创作第1页，本讲稿共78页第三章第三章 图像、视频及其应用图像、视频及其应用 读者学习本章应重点理解图像的含义、本读者学习本章应重点理解图像的含义、本质及其在计算机中的实现方法，理解图像格质及其在计算机中的实现方法，理解图像格式的种类，了解式的种类，了解BMP图像低级格式分析，能图像低级格式分析，能利用利用Photoshop进行简单的图像处理；理解进行简单的图像处理；理解视频的含义，能利用视频的含义，能利用Windows Movie Maker或会声会影进行简单的视频编辑。或会声会影进行简单的视频编辑。本章建议学时数：本章建议学时数：8学时。学时数较少时可学时。学时数较少时可将将BMP图像低级格式分析不讲，但应尽量保图像低级格式分析不讲，但应尽量保证应用内容的学时数。证应用内容的学时数。第2页，本讲稿共78页第第 1 1 课课 本次课介绍图像基本知识及其在计算机本次课介绍图像基本知识及其在计算机中的实现。中的实现。第3页，本讲稿共78页1.上一课回顾上一课回顾2.授课内容授课内容 本课内容属于第三章本课内容属于第三章1、2节节第4页，本讲稿共78页一、图像的概念一、图像的概念 什么是图像呢？什么是图像呢？可以对图像下个粗略的定义：可以对图像下个粗略的定义：图像是指景物在某种介质上的再现。图像是指景物在某种介质上的再现。例如：相片、胶片、电影、传真、电视、例如：相片、胶片、电影、传真、电视、计算机显示屏等介质均可作用于人的感官计算机显示屏等介质均可作用于人的感官并产生视觉印象，这种视觉印象便是图像。并产生视觉印象，这种视觉印象便是图像。第5页，本讲稿共78页二、图像的本质二、图像的本质 图像总是和某种景物相联系。图像总是和某种景物相联系。景物本身是一个空间概念，是一种客观实在，景物本身是一个空间概念，是一种客观实在，并不是一个物理现象，也不具有诸如时域、频域并不是一个物理现象，也不具有诸如时域、频域等所有信号所必须具有的基本特征。因此，可以等所有信号所必须具有的基本特征。因此，可以说图像本身也是一个空间概念。说图像本身也是一个空间概念。当然，图像所呈现的表象是自然光或人为当然，图像所呈现的表象是自然光或人为光作用于景物产生发射与吸收而作用于人的眼光作用于景物产生发射与吸收而作用于人的眼睛的结果。睛的结果。这个过程是一个光学现象，具有诸如时域、频这个过程是一个光学现象，具有诸如时域、频域等所有信号所必须具有的基本特征。域等所有信号所必须具有的基本特征。第6页，本讲稿共78页 三、模拟图像信号分析三、模拟图像信号分析 1 1模拟图像的含义模拟图像的含义 图像的成像过程是一个光学现象，人类对图像进行处理，图像的成像过程是一个光学现象，人类对图像进行处理，就是要用电子设备模拟、再现这个成像过程。就是要用电子设备模拟、再现这个成像过程。如何将空间图像变换为时间信号呢？如何将空间图像变换为时间信号呢？总的一句话，利用摄像机等各种图像获取设备，通过扫描将空总的一句话，利用摄像机等各种图像获取设备，通过扫描将空间图像变换为时间信号。亦即，将图像通过扫描分解为自上而间图像变换为时间信号。亦即，将图像通过扫描分解为自上而下，自左而右的随时间变化的电子流，从而完成空间图像到时下，自左而右的随时间变化的电子流，从而完成空间图像到时间信号变换，将空间图像变为了随时间变化的、具有自己的时间信号变换，将空间图像变为了随时间变化的、具有自己的时域和频域特性的电信号。这便是通常意义下的模拟图像。域和频域特性的电信号。这便是通常意义下的模拟图像。第7页，本讲稿共78页 2 2模拟图像的扫描方式模拟图像的扫描方式 在如何扫描的问题上，存在着两种扫描方式：逐行扫在如何扫描的问题上，存在着两种扫描方式：逐行扫描和隔行扫描两种。描和隔行扫描两种。在电视中，考虑各种因素，采用每秒播送在电视中，考虑各种因素，采用每秒播送2525幅变化的幅变化的图像。每幅画面为一帧，每一帧画面又分两次播送，每图像。每幅画面为一帧，每一帧画面又分两次播送，每次为一场，于是每秒播送次为一场，于是每秒播送5050场。场。具体地说，采用具体地说，采用625625行隔行扫描，除去回扫的行隔行扫描，除去回扫的5050行，一行，一幅图像实际分解为幅图像实际分解为575575行，每一行周期为行，每一行周期为64us64us，行扫正程，行扫正程为为52us52us，回程为，回程为12 us12 us。第8页，本讲稿共78页 3 3电视信号的频域特性电视信号的频域特性 假定图像是两根黑白竖条，则图像信号的波形假定图像是两根黑白竖条，则图像信号的波形为行周期的方波。为行周期的方波。若黑白竖条增加一倍，则相应频率增加一倍。若黑白竖条增加一倍，则相应频率增加一倍。可见，最高频率取决于图像划分的精细程度。可见，最高频率取决于图像划分的精细程度。因为一个方波周期对应形成一对黑白方格，黑白因为一个方波周期对应形成一对黑白方格，黑白方格数也就是电视图像信号的最大频率。方格数也就是电视图像信号的最大频率。所以当所以当n=600n=600线时，电视图像信号的最大频率为：线时，电视图像信号的最大频率为：第9页，本讲稿共78页 采用隔行扫描，从而电视图像信号的最大频率为：采用隔行扫描，从而电视图像信号的最大频率为：至于电视图像信号的最低频率，我们假定一场最简单的图至于电视图像信号的最低频率，我们假定一场最简单的图像（半黑半白）为一个方波周期，电视图像信号的最低频率像（半黑半白）为一个方波周期，电视图像信号的最低频率为为50Hz50Hz。上述方法为估算法。上述方法为估算法。第10页，本讲稿共78页 四、人的视觉四、人的视觉 人的视野相当宽广，左右视角为人的视野相当宽广，左右视角为180180，上下视角为，上下视角为6060（现在的电视画面约占（现在的电视画面约占7878），但视力好的部位），但视力好的部位（中心视力）也仅限于（中心视力）也仅限于2323左右，靠转动眼球使视线移左右，靠转动眼球使视线移动，使自己适应如此大如此广的视野，从而适应大的画面动，使自己适应如此大如此广的视野，从而适应大的画面和立体景象的。和立体景象的。人的中心视力分辨率强，但只能认识图像的一小部分。人的中心视力分辨率强，但只能认识图像的一小部分。周边视力分辨率差，但可认识目标全貌周边视力分辨率差，但可认识目标全貌 第11页，本讲稿共78页 大画面图像，临场感较强，宽银幕电影的视觉效果大画面图像，临场感较强，宽银幕电影的视觉效果好的原因也就是这个道理。好的原因也就是这个道理。人的视觉系统具有适应性。人的视觉系统具有适应性。如果人的眼睛不随意运动，没有随时间改变的如果人的眼睛不随意运动，没有随时间改变的刺激刺激人眼，那么，随着人的眼睛完全适应后刺激刺激人眼，那么，随着人的眼睛完全适应后就什么都看不见了。就什么都看不见了。人的眼睛在观察事物时注视点喜欢集中在某人的眼睛在观察事物时注视点喜欢集中在某一处。人的眼睛在观察事物时注视点有何规律呢一处。人的眼睛在观察事物时注视点有何规律呢？第12页，本讲稿共78页u 注视点主要集中在图像黑白交界的部分，尤其注视点主要集中在图像黑白交界的部分，尤其集中在拐角处。集中在拐角处。u 注视点容易往图形内侧移动。注视点容易往图形内侧移动。u 注视点容易集中在时隐时现、运动变化的部分。注视点容易集中在时隐时现、运动变化的部分。u 注视点容易集中在一些特别不规则处。注视点容易集中在一些特别不规则处。除人的注视点有其自身特征以外，人眼还具除人的注视点有其自身特征以外，人眼还具有以下特征：有以下特征：u 人眼具有视觉暂停功能，这是由人的视觉系统具有人眼具有视觉暂停功能，这是由人的视觉系统具有适应性决定的。适应性决定的。u 人眼对亮度信号的敏感程度强于对色度信号人眼对亮度信号的敏感程度强于对色度信号的敏感程度。的敏感程度。第13页，本讲稿共78页 五、图像信息的数字化五、图像信息的数字化 图像要在计算机中实现，首先必须数字化。图像要在计算机中实现，首先必须数字化。图像信息的数字化包括采样、量化两个过程。图像信息的数字化包括采样、量化两个过程。图像在空间上的离散化称为采样。图像在空间上的离散化称为采样。用有限个数字用有限个数字0 0和和1 1表示某一电平范围的模拟离散图像信表示某一电平范围的模拟离散图像信号称为图像的量化。号称为图像的量化。第14页，本讲稿共78页 六、像素的表示六、像素的表示 通过图像数字化之后，我们将一副模拟图像数字化为像通过图像数字化之后，我们将一副模拟图像数字化为像素的矩阵，也就是说，像素是构成图像的基本元素，因此，素的矩阵，也就是说，像素是构成图像的基本元素，因此，图像数字化的关键在于像素的数字化。图像数字化的关键在于像素的数字化。因此，如何表示像素，是图像数字化的基础。因此，如何表示像素，是图像数字化的基础。像素用颜色表示。像素用颜色表示。第15页，本讲稿共78页 1 1颜色概述颜色概述 颜色亦称彩色，是可见光的基本特征。习惯上，我们用亮颜色亦称彩色，是可见光的基本特征。习惯上，我们用亮度、色调和饱和度来描述。度、色调和饱和度来描述。亮度是光作用于人眼时所引起的明亮程度的感觉，它与被亮度是光作用于人眼时所引起的明亮程度的感觉，它与被观察物体、光源及人的视觉特性有关。观察物体、光源及人的视觉特性有关。色调是指当人眼看一种或多种波长的光所产生的彩色感觉，色调是指当人眼看一种或多种波长的光所产生的彩色感觉，它反映颜色的种类，是决定颜色的基本属性。它反映颜色的种类，是决定颜色的基本属性。饱和度是指颜色的纯度即掺入白光的程度，或者说是指颜饱和度是指颜色的纯度即掺入白光的程度，或者说是指颜色的深浅程度。对于同一色调的彩色光，饱和度越深，颜色越色的深浅程度。对于同一色调的彩色光，饱和度越深，颜色越鲜艳，或者说颜色越纯。鲜艳，或者说颜色越纯。第16页，本讲稿共78页 饱和度和色调统称色度，亮度、色度是颜色的饱和度和色调统称色度，亮度、色度是颜色的基本参数。基本参数。由光学知识我们知道，对无源物体，物体的颜由光学知识我们知道，对无源物体，物体的颜色由物体吸收哪些光波决定。色由物体吸收哪些光波决定。对有源物体，物体的颜色由物体产生的哪些光对有源物体，物体的颜色由物体产生的哪些光波决定。如白色物体，它对任何颜色均不吸收，故波决定。如白色物体，它对任何颜色均不吸收，故为白色。为白色。因此，颜色本身依旧是可用频率、幅度表示因此，颜色本身依旧是可用频率、幅度表示的物理信号。的物理信号。第17页，本讲稿共78页 2 2彩色空间彩色空间 直接用颜色的原始频率描述颜色不太现实，直接用颜色的原始频率描述颜色不太现实，在具体实现上，常采用基色配色法，这便是彩色在具体实现上，常采用基色配色法，这便是彩色空间。空间。已经证明：自然界的常见颜色均可用红（已经证明：自然界的常见颜色均可用红（R R）、）、绿（绿（G G）、蓝（）、蓝（B B）三种颜色的组合来表示。这就是）三种颜色的组合来表示。这就是色度学的最基本原理色度学的最基本原理三基色原理。三基色原理。运用三基色，虽然不能完全展示原景物辐射运用三基色，虽然不能完全展示原景物辐射的全部光波成分，却能获得与原景物相同的彩色的全部光波成分，却能获得与原景物相同的彩色感觉。感觉。第18页，本讲稿共78页 3 3常用彩色空间常用彩色空间 （1 1）RGBRGB彩色空间彩色空间 RGB RGB彩色空间是指用红（彩色空间是指用红（R R）、绿（）、绿（G G）、蓝（）、蓝（B B）物理三基色表示颜色的方法。这是彩色的最基本物理三基色表示颜色的方法。这是彩色的最基本表示模型。表示模型。在计算机中，有在计算机中，有RGB5RGB5：5 5：5 5方式和方式和RGB8RGB8：8 8：8 8方式。在方式。在RGB8RGB8：8 8：8 8方式中，方式中，R R、G G、B B三三个分量分别用个分量分别用8 8位二进制表示。位二进制表示。如（如（192192、192192、192192）表示银灰色，（）表示银灰色，（0 0、0 0、0 0）表示黑色。）表示黑色。第19页，本讲稿共78页 （2 2）YUVYUV彩色空间彩色空间 在彩色电视中，采用在彩色电视中，采用YUVYUV空间配色法。其中，空间配色法。其中，Y Y为亮为亮度信号，度信号，U U、V V为两个色差信号。为两个色差信号。根据根据RGBRGB计色系统原理，计色系统原理，RGBRGB信号可转换为亮度信号，信号可转换为亮度信号，其转换公式如下：其转换公式如下：U U、V V为两个色差信号可由上式推算出来为两个色差信号可由上式推算出来,具体如下：具体如下：第20页，本讲稿共78页 对对公公式式3-2-23-2-2，显显然然只只有有两两个个分分量量是是独独立立的的，故故在在彩彩色色电电视视系系统统中中，只只传传送送Y Y、（R-YR-Y）、（B-B-Y Y）两个分量。）两个分量。由由于于人人眼眼对对亮亮度度的的敏敏感感程程度度强强于于色色度度信信号号，在在实实际际传传送送时时，我我们们总总是是压压缩缩（R-YR-Y）、（B-YB-Y）两个分量。两个分量。压压缩缩后后的的（R-YR-Y）、（B-YB-Y）两两个个分分量量用用U U、V V表示。表示。U=0.493U=0.493（B-YB-Y）V=0.877V=0.877（R-YR-Y）第21页，本讲稿共78页于是，于是，RGBRGB到到YUVYUV空间的转换公式如下：空间的转换公式如下：（3 3）彩色空间转换实例）彩色空间转换实例 例例1 1：有如下有如下RGBRGB彩色空间按行排列的三个颜色点，请转换彩色空间按行排列的三个颜色点，请转换为为YUVYUV。第22页，本讲稿共78页七、组织编排像素阵列方法七、组织编排像素阵列方法 在计算机中，组织编排像素阵列有许多在计算机中，组织编排像素阵列有许多格式，形成了许多极为流行的图像文件格式。格式，形成了许多极为流行的图像文件格式。但从总体上说，组织编排像素阵列方法可分但从总体上说，组织编排像素阵列方法可分为两类：为两类：第23页，本讲稿共78页 1.1.调色板位置码法。调色板位置码法。在早期流行的在早期流行的PCXPCX图像格式中，它引入了图像格式中，它引入了调色板。调色板。所谓调色板是指在图像文件中，增加一个所谓调色板是指在图像文件中，增加一个区域，用于专门存储该图像所使用的颜色的区域，用于专门存储该图像所使用的颜色的原始原始RGBRGB信息。信息。这样，实际组织编排像素阵列时，不直接存这样，实际组织编排像素阵列时，不直接存储像素所代表颜色的原始储像素所代表颜色的原始RGBRGB信息，而采用它在信息，而采用它在调色板中的位置码来代替其原始调色板中的位置码来代替其原始RGBRGB信息。信息。该法适合于该法适合于2 2色、色、1616色、色、256256色图像色图像第24页，本讲稿共78页 2 2直接法。直接法。调色板位置码法增加了存储调色板的附加开销。调色板位置码法增加了存储调色板的附加开销。对对256256色及以下图像，存储调色板的附加开销不色及以下图像，存储调色板的附加开销不超过超过1K1K字节，这个附加开销是微不足道的。字节，这个附加开销是微不足道的。对对256256色以上图像，由于系统使用颜色数很多，色以上图像，由于系统使用颜色数很多，存储调色板的附加开销将非常巨大。存储调色板的附加开销将非常巨大。对对256256色以上图像，一般直接用原始颜色信息的色以上图像，一般直接用原始颜色信息的方法组织编排像素阵列，这便是直接法。方法组织编排像素阵列，这便是直接法。第25页，本讲稿共78页八、图像文件在计算机中的实现结论八、图像文件在计算机中的实现结论 图像在计算机中的实现我们可以归结为图像在计算机中的实现我们可以归结为如下一句话：如下一句话：图像在计算机中的实现是通过扫描将空间图像在计算机中的实现是通过扫描将空间图像转换为像素阵列，用图像转换为像素阵列，用RGBRGB彩色空间表示像彩色空间表示像素，并用图像文件方式组织编排像素阵列来实素，并用图像文件方式组织编排像素阵列来实现的。现的。第26页，本讲稿共78页八、本课重点八、本课重点u 重点：图像在计算机中的实现。重点：图像在计算机中的实现。九、习题九、习题3-2 1 3-4 13-2 1 3-4 1、2 2第27页，本讲稿共78页下下 课课第28页，本讲稿共78页第第2 2课课 图像处理技术（上）图像处理技术（上）在本次课中，将介绍在本次课中，将介绍BMPBMP低级格式分低级格式分析及其程序开发等数字图像处理技术。析及其程序开发等数字图像处理技术。学时数较少（或纯应用教学要求）时可学时数较少（或纯应用教学要求）时可将将BMPBMP低级格式分析内容自学。低级格式分析内容自学。第29页，本讲稿共78页一一 概述概述 1 1 图像文件存储空间大小分析图像文件存储空间大小分析在计算机中，图像表现为像素矩阵，该矩阵可用图在计算机中，图像表现为像素矩阵，该矩阵可用图像的宽度、高度来描述。由上一小节知，一个字节像的宽度、高度来描述。由上一小节知，一个字节可表示可表示8 8个个2 2色图像、色图像、2 2个个1616色图像或色图像或1 1个个256256色图像色图像像素，对像素，对2424位真实彩色图像，直接存储原始位真实彩色图像，直接存储原始RGBRGB信信息，即用息，即用3 3个字节表示一个像素。个字节表示一个像素。可归纳出可归纳出2 2色、色、1616色、色、256256，2424位真彩图像未压缩位真彩图像未压缩时所占存储空间的通用计算公式：时所占存储空间的通用计算公式：第30页，本讲稿共78页一副一副800*600800*600的的2424位真彩图像所需的基本存储空间为：位真彩图像所需的基本存储空间为：必须指出的是，上面所说的存储空间仅是存储必须指出的是，上面所说的存储空间仅是存储图像像素阵列数据所占的存储空间，实际的图图像像素阵列数据所占的存储空间，实际的图像文件除存储像素阵列数据外，尚需存储格式像文件除存储像素阵列数据外，尚需存储格式数据，数据，256256色及以下图像还需存储调色板信息色及以下图像还需存储调色板信息第31页，本讲稿共78页 2 2 图像与图形的区别图像与图形的区别 在计算机中，图形与图像是两个不同的概念，二者在计算机中，图形与图像是两个不同的概念，二者是有区别的：是有区别的：图形一般指用计算机结合某种算法绘制的画面，图形一般指用计算机结合某种算法绘制的画面，如直线、圆、任意曲线等。如直线、圆、任意曲线等。图像则是指由输入设备捕捉的实际场景画面或图像则是指由输入设备捕捉的实际场景画面或以数字化形式存储的任意画面。以数字化形式存储的任意画面。虽然，图形与图像如果仅从其外部表象上看，虽然，图形与图像如果仅从其外部表象上看，二者具有许多相似之处，然而，二者在内部存储、二者具有许多相似之处，然而，二者在内部存储、处理算法与技术上存在着较大差异。处理算法与技术上存在着较大差异。第32页，本讲稿共78页 从存储结构上，图像一般采用点阵形式存储，从存储结构上，图像一般采用点阵形式存储，或者说将一副图像按照从左到右、从上到下的或者说将一副图像按照从左到右、从上到下的顺序依次挨第存储。因此，从存储结构上看，顺序依次挨第存储。因此，从存储结构上看，图像是一个随机场的格式。图像是一个随机场的格式。图形一般采用特征、属性、参数的模型。图形一般采用特征、属性、参数的模型。由于二者在存储结构上的差异，导致二者在计由于二者在存储结构上的差异，导致二者在计算机显示、处理上的差异。算机显示、处理上的差异。第33页，本讲稿共78页 计算机显示图像时采用位图块拷贝。对图形显计算机显示图像时采用位图块拷贝。对图形显示，需要计算机依照特定的算法生成。示，需要计算机依照特定的算法生成。对图形而言，其关键算法主要有：图形数据结对图形而言，其关键算法主要有：图形数据结构研究、计算机自动造型、参数化设计等。构研究、计算机自动造型、参数化设计等。对图像而言，其关键算法主要有：图像的压对图像而言，其关键算法主要有：图像的压缩与编码、图像的恢复与重建、图像的解释与识缩与编码、图像的恢复与重建、图像的解释与识别、计算机视觉等等。别、计算机视觉等等。第34页，本讲稿共78页3 3 常见图像文件格式常见图像文件格式 GIF GIF格式格式 PCX PCX格式格式 TIFF TIFF格式格式 BMP BMP格式格式 JPG JPG格式格式第35页，本讲稿共78页二、二、BMP BMP文件格式分析文件格式分析 BMP BMP（BitmapBitmap）格式是）格式是MicrosoftMicrosoft公司公司WindowsWindows操作系统使用的一种图像格式文件。它是操作系统使用的一种图像格式文件。它是一种与设备无关的图像格式文件。一种与设备无关的图像格式文件。BMP BMP文件支持黑白、文件支持黑白、1616色、色、256256色、灰色图像以色、灰色图像以及及RGBRGB真实彩色图像等各种图像格式。在绝大多数真实彩色图像等各种图像格式。在绝大多数开发系统中均可直接调用开发系统中均可直接调用Windows APIWindows API函数对函数对BMPBMP位位图进行编程与开发，是继图进行编程与开发，是继PCXPCX图像文件格式之后最图像文件格式之后最为广泛支持的图像文件格式之一，是目前图像编程为广泛支持的图像文件格式之一，是目前图像编程与开发的基本图像文件格式与开发的基本图像文件格式第36页，本讲稿共78页 BMP BMP是一种与设备无关的图像格式，其格式是一种与设备无关的图像格式，其格式包括：包括：文件头、信息块、图像数据三个部分文件头、信息块、图像数据三个部分 第37页，本讲稿共78页 BMP文件文件头长度为文件文件头长度为14字节字节其其C语言结构定义如下：语言结构定义如下：typedef struct tagBITMAPFILEHEADER WORD bfType;DWORD bfSize;WORD bfReserved1;WORD bfReserved2;DWORD bfOffBits;BITMAPFILEHEADER;第38页，本讲稿共78页 紧接其后为信息块紧接其后为信息块其其C C语言结构定义如下：语言结构定义如下：typedef struct tagBITMAPINFO BITMAPINFOHEADER bmiHeader;RGBQUAD bmiColors;BITMAPINFO;第39页，本讲稿共78页 typedef struct tagBITMAPINFOHEADER typedef struct tagBITMAPINFOHEADER DWORD biSize;DWORD biSize;LONG biWidth;LONG biWidth;LONG biHeight;LONG biHeight;WORD biPlanes;WORD biPlanes;WORD biBitCount;WORD biBitCount;DWORD biCompression;DWORD biCompression;DWORD biSizeImage;DWORD biSizeImage;LONG biXPelsPerMeter;LONG biXPelsPerMeter;LONG biYPelsPerMeter;LONG biYPelsPerMeter;DWORD biClrUsed;DWORD biClrUsed;DWORD biClrImportant;DWORD biClrImportant;BITMAPINFOHEADER;BITMAPINFOHEADER;第40页，本讲稿共78页 BMP文件信息块另一部分为文件信息块另一部分为RGBQUAD bmiColors，为，为BMP文件调色板的结构定义，其单个颜色文件调色板的结构定义，其单个颜色C+语言结构定义如下：语言结构定义如下：typedef struct tagRGBQUAD BYTE rgbBlue;/物理三基色物理三基色B值值 BYTE rgbGreen;/物理三基色物理三基色G值值 BYTE rgbRed;/物理三基色物理三基色R值值 BYTE rgbReserved;/保留保留 RGBQUAD;在在BMP格式中，直接存储一个颜色的原始格式中，直接存储一个颜色的原始RGB值需占用四个字节。值需占用四个字节。第41页，本讲稿共78页【例【例3.3.13.3.1】以下为光盘中】以下为光盘中n3n3目录下目录下3-3-3-3-1.bmp1.bmp文件的完整内容，效果如图文件的完整内容，效果如图3-3-13-3-1所示，所示，请分析该图像颜色数，图像宽度、图像高度请分析该图像颜色数，图像宽度、图像高度等？等？第42页，本讲稿共78页42 4D C6 00 00 00 00 00 00 00 76 00 00 00 28 00 00 00 10 00 00 00 0A 00 00 00 01 00 04 00 00 00 00 00 50 00 00 00 C4 0E 00 00 C4 0E 00 00 00 0000 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 80 00 00 80 00 00 00 80 80 00 80 00 00 00 80 00 80 00 80 80 00 00 80 80 80 00 C0 C0 C0 00 00 00 FF 00 00 FF00 00 00 FF FF 00 FF 00 FF 00 FF 00 FF 00 FF FF00 00 FF FF FF 00 88 88 88 44 44 88 88 88 88 8888 4F F4 88 88 88 88 88 89 49 94 98 88 88 88 99 9F 46 64 F9 99 88 89 FF FF 46 64 FF FF 98 89 FF FF 46 64 FF FF 98 88 99 9F 46 64 F9 99 88 88 88第43页，本讲稿共78页（1 1）42 4D42 4D用用ASCASC码表示为码表示为“BM”“BM”，表示该文，表示该文件为件为WindowsWindows位图文件。位图文件。C6 00 00 00C6 00 00 00为该位图文件为该位图文件实际数据长度，用十进制表示为实际数据长度，用十进制表示为198198，为该文件实，为该文件实际长度；其后的四个字节际长度；其后的四个字节00 00 00 0000 00 00 00为保留字节，为保留字节，76 00 00 0076 00 00 00为该位图文件图像数据的偏移地址，为该位图文件图像数据的偏移地址，表示实际图像数据从地址：表示实际图像数据从地址：00000076h00000076h开始，即加开始，即加粗、阴影处的粗、阴影处的8888为起始图像数据为起始图像数据第44页，本讲稿共78页（2 2）28 00 00 0028 00 00 00为该位图文件信息头大小，为该位图文件信息头大小，用十进制表示为用十进制表示为4040，它表示包含其自身以后的，它表示包含其自身以后的4040字节为该位图文件信息头。字节为该位图文件信息头。（3 3）对照）对照BITMAPINFOHEADERBITMAPINFOHEADER定义结构，该位图定义结构，该位图文件为文件为161016161016图像，即图像宽度为图像，即图像宽度为1616（10 00 10 00 00 0000 00四字节）、高度为四字节）、高度为1010（0A 00 00 000A 00 00 00）、颜色）、颜色数为数为1616（biBitCountbiBitCount：04 0004 00，每个像素占，每个像素占4 4个二进个二进制位，所以颜色数为制位，所以颜色数为1616）第45页，本讲稿共78页（2 2）28 00 00 0028 00 00 00为该位图文件信息头大小，为该位图文件信息头大小，用十进制表示为用十进制表示为4040，它表示包含其自身以后的，它表示包含其自身以后的4040字节为该位图文件信息头。字节为该位图文件信息头。（3 3）对照）对照BITMAPINFOHEADERBITMAPINFOHEADER定义结构，该位定义结构，该位图文件为图文件为161016161016图像，即图像宽度为图像，即图像宽度为1616（10 00 00 0010 00 00 00四字节）、高度为四字节）、高度为1010（0A 00 0A 00 00 0000 00）、颜色数为）、颜色数为1616（biBitCountbiBitCount：04 0004 00，每个像素占每个像素占4 4个二进制位，所以颜色数为个二进制位，所以颜色数为1616）第46页，本讲稿共78页几个几个问题问题:1.1.修改调色板数据对图像显示有何影响修改调色板数据对图像显示有何影响2.2.第第1 1个图像数据对应屏幕什么位置个图像数据对应屏幕什么位置第47页，本讲稿共78页调调色板数据：色板数据：00000036h:00 00 00 00 00 00 80 00 00 80 00 00 00 80 80 00 80 00 00 00 80 00 80 00 80 80 00 00 80 80 80 00 C0 C0 C0 00 00 00 FF 00 00 FF 00 00 00 FF FF 00 FF 00 FF 00 FF 00 FF 00 FF FF 00 00 FF FF FF 00第48页，本讲稿共78页图图像数据：像数据：00000076h:88 88 88 44 44 88 88 88 88 8888 4F F4 88 88 88 88 88 89 49 94 98 88 88 88 99 9F 46 64 F9 99 88 89 FF FF 46 64 FF FF 98 89 FF FF 46 64 FF FF 98 88 99 9F 46 64 F9 99 88 88 88 89 49 94 98 88 88 88 88 88 4F F4 88 88 88 88 88 88 44 44 88 88 88第49页，本讲稿共78页分析分析0076h0076h后面的图像数据，后面的图像数据，8 8号颜色被大量使用，号颜色被大量使用，对应图片中的背景颜色。若将调色板中的对应图片中的背景颜色。若将调色板中的8 8号颜色号颜色C0 C0 C0 00C0 C0 C0 00修改为修改为00 00 00 0000 00 00 00（黑色），则图片（黑色），则图片背景由浅灰色变成了黑色。背景由浅灰色变成了黑色。第50页，本讲稿共78页 三、三、BMPBMP文件开发文件开发 1、DOS环境下环境下BMP 文件开发文件开发 BMP BMP 文件是文件是WindowsWindows操作系统使用的位图文件操作系统使用的位图文件格式，格式，DOSDOS操作系统并未对其提供额外的支持，操作系统并未对其提供额外的支持，所以，所以，DOSDOS环境下环境下BMP BMP 位图开发相对复杂。位图开发相对复杂。在在DOSDOS环境下进行环境下进行BMP BMP 文件开发相当复杂，文件开发相当复杂，大家首先应熟悉大家首先应熟悉DOSDOS环境下开发系统的图形开发环境下开发系统的图形开发功能，然后设计诸如图像生成、图像移动、放缩功能，然后设计诸如图像生成、图像移动、放缩等各种算法等各种算法 在此介绍计算机显示原理在此介绍计算机显示原理第51页，本讲稿共78页 2、Windows环境下环境下BMP 文件开发文件开发 WindowsWindows操作系统是一个多任务操作系统，其操作系统是一个多任务操作系统，其显示器基本工作方式是图形方式，通过选择图标完显示器基本工作方式是图形方式，通过选择图标完成命令的输入。在成命令的输入。在WindowsWindows中，系统定义了中，系统定义了GDI GDI(Graphics Device Interface)(Graphics Device Interface)接口，专门负责图接口，专门负责图形、图像程序设计。形、图像程序设计。为方便程序开发，为方便程序开发，WindowsWindows为每一个要进行图像为每一个要进行图像应用的程序定义了一个应用的程序定义了一个DCDC（Device ContextsDevice Contexts），），DCDC是该图像应用程序的诸如颜色、分辨率等的基本图是该图像应用程序的诸如颜色、分辨率等的基本图像属性参数的环境块。通过像属性参数的环境块。通过GDIGDI接口、接口、DCDC块可方便开块可方便开发图像处理程序。发图像处理程序。第52页，本讲稿共78页四、上机实验四、上机实验1 1请用请用UltraEdit-32UltraEdit-32文字文字/HEX/HEX编辑软件对照编辑软件对照【例【例3.3.13.3.1】分析光盘中】分析光盘中n3n3目录下目录下3-3-1.bmp3-3-1.bmp图像图像文件，写出该图像的颜色数，图像宽度、图像高文件，写出该图像的颜色数，图像宽度、图像高度等，适当地修改原始图像数据，将图像背景改度等，适当地修改原始图像数据，将图像背景改为绿色。为绿色。五、习题五、习题3-3 13-3 1第53页，本讲稿共78页下下 课！课！第54页，本讲稿共78页第第3 3课课 图像处理技术（下）图像处理技术（下）本次课将介绍本次课将介绍PhotoshopPhotoshop图像处理软件图像处理软件。第55页，本讲稿共78页一概述一概述 理解了图像文件的低级格式，可通过编程获取理解了图像文件的低级格式，可通过编程获取图像数据，进行相应的处理，以达到特殊应用图像数据，进行相应的处理，以达到特殊应用的要求。必须指出的是，在绝大多数场合下，的要求。必须指出的是，在绝大多数场合下，人们总是使用工具软件完成对图像处理的常见人们总是使用工具软件完成对图像处理的常见操作，目前常用的图像处理软件有操作，目前常用的图像处理软件有PhotoshopPhotoshop、FireworkFirework等。等。下面以下面以Photoshop CS2Photoshop CS2为例介绍图像处理的基础为例介绍图像处理的基础知识知识第56页，本讲稿共78页二界面及其新特性二界面及其新特性 第57页，本讲稿共78页主要新特性有：主要新特性有：Spot Healing BrushSpot Healing Brush：可处理常用图片问题，如污：可处理常用图片问题，如污点，红眼，模糊和变形。点，红眼，模糊和变形。Smart ObjectsSmart Objects：允许用户在不失真的情况下：允许用户在不失真的情况下测量和变换图片和矢量图等。测量和变换图片和矢量图等。可创建嵌入式链接复制图，以便一次编辑，更可创建嵌入式链接复制图，以便一次编辑，更新多张图片。新多张图片。支持非破坏性编辑，创建和编辑支持非破坏性编辑，创建和编辑3232位位HDRHDR图片，图片，3D3D渲染，高级合成。渲染，高级合成。FireWire PreviewsFireWire Previews等等第58页，本讲稿共78页三、图像处理的一些基本知识三、图像处理的一些基本知识 u 色彩理论与色彩模式色彩理论与色彩模式 Photoshop Photoshop提供了提供了8 8种色彩模式：位图模式、种色彩模式：位图模式、灰度模式、双色套印模式、灰度模式、双色套印模式、RGBRGB模式、模式、CMYKCMYK模式、模式、多通道模式、索引模式和多通道模式、索引模式和LabLab模式。模式。不同的色彩模式下，图像可应用的处理方法可不同的色彩模式下，图像可应用的处理方法可能不同。能不同。正确设置图像的色彩模式是进行图像处理的第正确设置图像的色彩模式是进行图像处理的第一步。一步。第59页，本讲稿共78页u 色彩理论与色彩模式色彩理论与色彩模式 Photoshop Photoshop提供了提供了8 8种色彩模式：位图模式、灰种色彩模式