第十二章图形与图像处理技术优秀PPT.ppt

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1、第十二章图形与图像处理技术第十二章图形与图像处理技术第一页，本课件共有31页图形与图像处理技术图形与图像处理技术图形与图像图形与图像12.1图像的数字化图像的数字化12.2数字图像的文件格式数字图像的文件格式12.3图像处理软件图像处理软件12.4第二页，本课件共有31页12.1 图形与图像图形与图像v 12.1.1 图形图形 图形（Graphic）一般指用计算机绘制的画面，如直线、圆、圆弧、矩形、任意曲线和图表等。图形的格式是一组描述点、线、面等几何图形的大小、形状及其位置、维数的指令集合。在图形文件中只记录生成图的算法和图上的某些特征点，因此也称矢量图。第三页，本课件共有31页12.1.1

2、 图形图形v 图形软件图形软件：编辑和显示矢量图的软件；这些软件可以编辑和显示矢量图的软件；这些软件可以产生和操作矢量图的各个成分，并对矢量图的各个组成产生和操作矢量图的各个成分，并对矢量图的各个组成部分进行移动、缩放、叠加、旋转和扭曲等变换，而不部分进行移动、缩放、叠加、旋转和扭曲等变换，而不会破坏图像的清晰度，显示时通过延时处理能看到绘图会破坏图像的清晰度，显示时通过延时处理能看到绘图的过程。的过程。v 矢量图矢量图：主要用于表示线框型的图画、工程制图、美主要用于表示线框型的图画、工程制图、美术字等。用矢量图表示复杂图像如人物、风景照片等术字等。用矢量图表示复杂图像如人物、风景照片等对象并

3、要求较高质量时，需要花费大量的时间进行交对象并要求较高质量时，需要花费大量的时间进行交换、着色、处理光照效果等。换、着色、处理光照效果等。第四页，本课件共有31页12.1.2 图像图像 图像（图像（ImageImage）是指由摄像机或扫描仪等）是指由摄像机或扫描仪等输入设备输入设备捕捉的实际场景画面，或以捕捉的实际场景画面，或以数字化数字化形式存储形式存储的任意画面。的任意画面。静止的图像是一个矩阵，阵列中的各静止的图像是一个矩阵，阵列中的各项数字用来描述构成图像的各个点（称为项数字用来描述构成图像的各个点（称为像素点像素点 pixel pixel）的强度与颜色等信息。这种）的强度与颜色等信息

4、。这种图像也称为图像也称为位图位图（bit-mapped picture bit-mapped picture）。）。第五页，本课件共有31页12.1.2 图像图像v 位图图像位图图像：由一组进制位组成，这些位定义图像由一组进制位组成，这些位定义图像中每个像素点的颜色和亮度。中每个像素点的颜色和亮度。v 二值图二值图和和彩色图彩色图 二值图：黑白图二值图：黑白图 彩色图：真彩色、伪彩色彩色图：真彩色、伪彩色v 位图图像适合于表现位图图像适合于表现比较细腻比较细腻、层次较多层次较多、色彩色彩 较丰富较丰富、包含大量细节包含大量细节的图像。的图像。显示显示速度快速度快、占用占用存储空间较大存储空间

5、较大 第六页，本课件共有31页12.1.3 图形与图像的区别图形与图像的区别图形图像存储方式存储方式画图函数像素的位置、颜色和灰度缩放缩放不失真、能适应不同分辨率会失真处理方式处理方式旋转、扭曲、拉伸对比度增强、边缘检测算法算法几何算法滤波、统计算法其他其他根据客观事物主观形成对客观事物的真实描述第七页，本课件共有31页12.2 图像的数字化图像的数字化v 数字化数字化：是将许多复杂多变的信息转变为可以度是将许多复杂多变的信息转变为可以度量的数字，再以数字建立起适当的数字化模型，量的数字，再以数字建立起适当的数字化模型，把它们转变为一系列二进制代码，引入计算机内把它们转变为一系列二进制代码，引

6、入计算机内部，进行统一处理。部，进行统一处理。v 数字化将任何数字化将任何连续变化连续变化的输入分离为独立的单元，的输入分离为独立的单元，在计算机中用数字在计算机中用数字“0”和和“1”表示。表示。v 图像获取设备图像获取设备：从现实世界中获取数字图像所使：从现实世界中获取数字图像所使用的设备通称用的设备通称v 数字转换设备获取图像的过程实质上是数字转换设备获取图像的过程实质上是信号扫描信号扫描和和数字化数字化的过程，它的处理步骤大体分为的过程，它的处理步骤大体分为采样采样、量化量化、编码编码三个步骤三个步骤第八页，本课件共有31页12.2.1 采样采样v 图像分辨率图像分辨率：在（：在（X，

7、Y）坐标上对图像进行采样）坐标上对图像进行采样（也称为扫描），类似于声音信号在时间轴上的（也称为扫描），类似于声音信号在时间轴上的采样要确定采样频率一样，在图像信号坐标轴上采样要确定采样频率一样，在图像信号坐标轴上的采样也要确定一个采样间隔，这个间隔即为图的采样也要确定一个采样间隔，这个间隔即为图像分辨率。像分辨率。v 取样点取样点：将一幅画面分为：将一幅画面分为M*N个网格，每个网格称为个网格，每个网格称为一个取样点，用其亮度值来表示。一个取样点，用其亮度值来表示。v 采样原理采样原理：第九页，本课件共有31页12.2.2 量化量化v 量化量化：将扫描得到的离散的像素点对应的连续色彩：将扫描

8、得到的离散的像素点对应的连续色彩值进行值进行A/D转换，称为量化。转换，称为量化。v 原理原理：实际就是把采样后的样本值的范围分为有限个：实际就是把采样后的样本值的范围分为有限个区域，把落入某区域中的所有样本值用同一值表示，是区域，把落入某区域中的所有样本值用同一值表示，是用有限的离散数值量来代替无限的连续模拟量的一种映用有限的离散数值量来代替无限的连续模拟量的一种映射操作。射操作。v 量化级数量化级数：量化时所确定的离散取值个数。：量化时所确定的离散取值个数。v 量化字长量化字长：也称图像深度，量化的亮度值（或色彩值）：也称图像深度，量化的亮度值（或色彩值）所需的二进制位数。所需的二进制位数

9、。第十页，本课件共有31页12.2.3 编码编码v 编码编码：把离散的像素矩阵按一定方式编成二进制编码：把离散的像素矩阵按一定方式编成二进制编码组，所得到的图像数据按某种图像格式记录在图像文件组，所得到的图像数据按某种图像格式记录在图像文件中。中。v 图像的分辨率越高图像的分辨率越高，图像深度越深，则数字化后的，图像深度越深，则数字化后的图像效果越逼真，图像数据量就越大。图像效果越逼真，图像数据量就越大。v 压缩编码技术压缩编码技术：实现图像传输与存储的关键，常用：实现图像传输与存储的关键，常用的图像压缩编码有的图像压缩编码有预测编码预测编码和和变换编码变换编码。第十一页，本课件共有31页12

10、.2.4 数字图形、图像的性能指标数字图形、图像的性能指标v 1、分辨率、分辨率 显示分辨率、图像分辨率、像素分辨率显示分辨率、图像分辨率、像素分辨率显示分辨率：在某种显示方式下,显示器屏幕上的最大显示区域，即水平与垂直方向的像素个数。图像分辨率：数字化图像的大小，即该图像的水平与垂直方向的像素个数。像素分辨率：指像素的宽和高的比例,一般为1:1。第十二页，本课件共有31页v 1、分辨率、分辨率v 相同大小的显示屏上，显示分辨率越高，像素越高，相同大小的显示屏上，显示分辨率越高，像素越高，像素密度越大，显示的图像越精细，但同一字号的字像素密度越大，显示的图像越精细，但同一字号的字在屏幕上却显得

11、越小。在屏幕上却显得越小。v 显示分辨率：最大显示分辨率和当前显示分辨率显示分辨率：最大显示分辨率和当前显示分辨率 最大显示分辨率由显示器和显卡（显示缓存）决定；最大显示分辨率由显示器和显卡（显示缓存）决定；当前显示分辨率由当前设置的参数决定。当前显示分辨率由当前设置的参数决定。v 图像分辨率决定图像的显示质量。图像分辨率和显图像分辨率决定图像的显示质量。图像分辨率和显示分辨率决定了显示图像的大小。示分辨率决定了显示图像的大小。12.2.4 数字图形、图像的性能指标数字图形、图像的性能指标第十三页，本课件共有31页v 2、颜色深度、颜色深度 是指记录每个像素所使用的二进制位数。是指记录每个像素

12、所使用的二进制位数。v对于彩色图像，颜色深度决定了图像可以使用的对于彩色图像，颜色深度决定了图像可以使用的最大颜色数目。最大颜色数目。v对于灰度图像，颜色深度决定了该图像可以使用的亮度对于灰度图像，颜色深度决定了该图像可以使用的亮度级别数目。级别数目。v颜色深度越大，显示的图像越丰富，画面越好，但数据颜色深度越大，显示的图像越丰富，画面越好，但数据量也随之增长。量也随之增长。12.2.4 数字图形、图像的性能指标数字图形、图像的性能指标第十四页，本课件共有31页v 3、颜色类型、颜色类型 图像的颜色需要使用三维空间来表示，但表示法不唯图像的颜色需要使用三维空间来表示，但表示法不唯一，每个像素点

13、的图像深度的分配与图像所使用的颜色空间一，每个像素点的图像深度的分配与图像所使用的颜色空间有关。有关。v真彩色真彩色：图像中的每个像素值都分成：图像中的每个像素值都分成R、G、B三个基色分三个基色分量，每个基色分量直接决定其基色的强度。量，每个基色分量直接决定其基色的强度。v伪彩色伪彩色：图像的每个像素值实际上是一个索引值或代码值。：图像的每个像素值实际上是一个索引值或代码值。该代码值作为颜色查找表该代码值作为颜色查找表CLUT中某一项的入口地址。根据中某一项的入口地址。根据该地址可以查找出包含实际该地址可以查找出包含实际R、G、B的强度值。这种用查找的强度值。这种用查找映射的方法产生的色彩称

14、为伪彩色。映射的方法产生的色彩称为伪彩色。v调配色调配色：是通过每个像素点的：是通过每个像素点的R、G、B分量分别作为单独的分量分别作为单独的索引值进行变换，经相应的颜色变换表找出各自的强度，用索引值进行变换，经相应的颜色变换表找出各自的强度，用变换后的变换后的R、G、B强度值产生的色彩。强度值产生的色彩。12.2.4 数字图形、图像的性能指标数字图形、图像的性能指标第十五页，本课件共有31页v 比较比较比较比较v调配色与伪彩色相比调配色与伪彩色相比，相同之处都是采用查找表，不，相同之处都是采用查找表，不同之处是前者对同之处是前者对R、G、B分量分别进行查找变换，分量分别进行查找变换，后者把整

15、个像素当作查找的索引进行查找变换。后者把整个像素当作查找的索引进行查找变换。v调配色与真彩色相比调配色与真彩色相比，相同之处是都采用，相同之处是都采用R、G、B分分量来决定基色强度，不同之处是前者的基色强度由量来决定基色强度，不同之处是前者的基色强度由R、G、B经变换后得到，而后者是直接由经变换后得到，而后者是直接由R、G、B决定。决定。12.2.4 数字图形、图像的性能指标数字图形、图像的性能指标第十六页，本课件共有31页v 4、显示深度、显示深度v图像深度图像深度：图像文件中记录一个像素点所需要的位数：图像文件中记录一个像素点所需要的位数v显示深度显示深度：在显示缓存中表示一个像素点的最大

16、位数，即显示：在显示缓存中表示一个像素点的最大位数，即显示器可以显示的颜色数。器可以显示的颜色数。v显示深度大于图像深度显示深度大于图像深度：屏幕上的颜色能够比较真实地反映图：屏幕上的颜色能够比较真实地反映图像文件的颜色效果。像文件的颜色效果。显示的颜色完全取决于图像的颜色定义。显示的颜色完全取决于图像的颜色定义。v显示深度等于图像深度显示深度等于图像深度：用真彩色显示模式来显示真彩色图：用真彩色显示模式来显示真彩色图像，或者显示调色板与图像调色板一致时，屏幕上的颜色能较像，或者显示调色板与图像调色板一致时，屏幕上的颜色能较真实反映图像文件的色彩效果。真实反映图像文件的色彩效果。v显示深度小于

17、图像深度显示深度小于图像深度：显示颜色会出现失真。：显示颜色会出现失真。12.2.4 数字图形、图像的性能指标数字图形、图像的性能指标第十七页，本课件共有31页12.3 数字图像的文件格式数字图像的文件格式v BMP文件文件v GIF文件文件v TIFF文件文件v PCX文件文件v PNG文件文件v JPEG文件文件v PSD文件文件v Targe文件文件v WMF文件文件v EPS文件文件v DIF文件文件v MMP文件文件第十八页，本课件共有31页12.4 图像处理软件图像处理软件Photoshop CS3v 12.4.1 基本功能基本功能v支持多种高质量的图像格式支持多种高质量的图像格式

18、v可以按要求调整图像可以按要求调整图像v支持多图层工作方法支持多图层工作方法v支持绘制图形、输入文字支持绘制图形、输入文字v支持多种选取工具及操作支持多种选取工具及操作v具有色调和色彩功能具有色调和色彩功能v支持多种颜色模式支持多种颜色模式v具有开放式结构具有开放式结构第十九页，本课件共有31页12.4.2 工作环境工作环境标题栏菜单栏工具栏工具箱图像窗口状态栏控制面板第二十页，本课件共有31页12.4.3 Photoshop CS3 基本操作基本操作vv1 1、新建图像文件、新建图像文件、新建图像文件、新建图像文件 选择选择“文件文件”菜单菜单“新建新建”命令，在弹出的命令，在弹出的“新建新

19、建”对话框中输入相应参数：对话框中输入相应参数：第二十一页，本课件共有31页12.4.3 Photoshop CS3 基本操作基本操作v2、添加图像背景、添加图像背景v1）添加颜色背景：选择工具箱中的）添加颜色背景：选择工具箱中的“设置前景色设置前景色”工具，在弹出的工具，在弹出的“颜色拾取颜色拾取”对话框中选择相应颜色；对话框中选择相应颜色；然后选择然后选择“油漆桶工具油漆桶工具”，在画布上单击填充相应颜，在画布上单击填充相应颜色。色。油漆桶前景色第二十二页，本课件共有31页12.4.3 Photoshop CS3 基本操作基本操作v2、添加图像背景、添加图像背景v2）添加图片背景：）添加图

20、片背景：vA、选择、选择“文件文件”菜单中的菜单中的“打开打开”命令，在弹出的命令，在弹出的“打开打开”对话框中打开相应图像文件；对话框中打开相应图像文件；vB、然后选择、然后选择“选择选择”菜单中的菜单中的“全选全选”命令；再选择命令；再选择“编辑编辑”菜单中的菜单中的“复制复制”命令；命令；vC、最后选择、最后选择“编辑编辑”菜单中的菜单中的“粘贴粘贴”命令，粘贴所命令，粘贴所选图像到对应文件。选图像到对应文件。第二十三页，本课件共有31页12.4.3 Photoshop CS3 基本操作基本操作v3、路径及选区操作、路径及选区操作v1）选区操作：在）选区操作：在Photoshop中，选中

21、，选取范围的方法有多种，可以使用工具箱取范围的方法有多种，可以使用工具箱中选框工具（矩形选框、椭圆选框、横中选框工具（矩形选框、椭圆选框、横线及竖线选框）、套索工具（套索、多线及竖线选框）、套索工具（套索、多边形套索、磁性套索）以及快速选取工边形套索、磁性套索）以及快速选取工具（魔术棒、快速选择）；也可以使用具（魔术棒、快速选择）；也可以使用全选、反选、取消选择、色彩范围、羽全选、反选、取消选择、色彩范围、羽化、扩大选区、收缩、选取相似、变换化、扩大选区、收缩、选取相似、变换等菜单命令实现；还可以通过图层、通等菜单命令实现；还可以通过图层、通道、路径来制作选取范围。道、路径来制作选取范围。选框

22、工具快速选取工具套索工具第二十四页，本课件共有31页12.4.3 Photoshop CS3 基本操作基本操作v3、路径及选区操作、路径及选区操作v2）路径操作：路径是由用户勾绘出来的）路径操作：路径是由用户勾绘出来的由一系列点连接起来的线段或曲线。使由一系列点连接起来的线段或曲线。使用路径功能，可以将一些不够精确的选用路径功能，可以将一些不够精确的选择范围转换成路径后再进行编辑和微调，择范围转换成路径后再进行编辑和微调，以完成一个精确的选取范围，此后再转以完成一个精确的选取范围，此后再转换为选取范围使用。换为选取范围使用。Photoshop CS3中，提供了多种创建路径的方法和工具，中，提供

23、了多种创建路径的方法和工具，包括钢笔、自由钢笔工具和形状工具包括钢笔、自由钢笔工具和形状工具（矩形、圆角矩形、椭圆、多边形、直（矩形、圆角矩形、椭圆、多边形、直线和自由形状工具等）。线和自由形状工具等）。钢笔工具形状及路径工具第二十五页，本课件共有31页12.4.3 Photoshop CS3 基本操作基本操作v4、文字及图层操作、文字及图层操作v1）文字操作：文字是）文字操作：文字是Photoshop提供提供的一个重要功能。使用者对文字的输入，的一个重要功能。使用者对文字的输入，主要通过工具箱中的主要通过工具箱中的“文字文字”工具来实现。工具来实现。对输入文字的处理主要通过字符控制面板来对输

24、入文字的处理主要通过字符控制面板来实现。实现。文字工具第二十六页，本课件共有31页12.4.3 Photoshop CS3 基本操作基本操作v4、文字及图层操作、文字及图层操作v2）图层操作：使用图层功能，可以很方便地进行）图层操作：使用图层功能，可以很方便地进行图像编辑，创建各种图层特效以及动画制作等。对图像编辑，创建各种图层特效以及动画制作等。对图层的操作，主要是通过图层的操作，主要是通过“图层图层”菜单和菜单和“图层图层”控制面控制面板来实现的。图层样式是板来实现的。图层样式是Photoshop中最具魅力的功能中最具魅力的功能命令，它能够在弹指之间产生许多自动效果，包括投影、命令，它能够

25、在弹指之间产生许多自动效果，包括投影、阴影、发光、斜面阴影、发光、斜面和浮雕、光泽、叠加以及描边等。和浮雕、光泽、叠加以及描边等。对图层的操作，主要是通过对图层的操作，主要是通过“图层图层”菜单中的菜单中的“图层样式图层样式”命令实现。命令实现。第二十七页，本课件共有31页12.4.4 Photoshop CS3 高级操作高级操作v1、图像色彩和色调、图像色彩和色调 图像色彩和色调的控制是编辑图像的关键。有效图像色彩和色调的控制是编辑图像的关键。有效控制图像色彩和色调，才能制作出高品质的图像。控制图像色彩和色调，才能制作出高品质的图像。Photoshop CS3提供了完善的色彩和色调调整的提供

26、了完善的色彩和色调调整的功能，包括色阶、亮度功能，包括色阶、亮度/对比度、色相对比度、色相/饱和度、曲饱和度、曲线、色彩平衡等。这些功能都由线、色彩平衡等。这些功能都由“图像图像”菜单菜单“调整调整”命令实现，使用其可以快速方便地控制图像的命令实现，使用其可以快速方便地控制图像的颜色和色调。颜色和色调。第二十八页，本课件共有31页12.4.4 Photoshop CS3 高级操作高级操作v2、图像修复操作、图像修复操作 Photoshop CS3提供提供了多个图像修复和绘制工具，了多个图像修复和绘制工具，如污点修复画笔、修复画笔、如污点修复画笔、修复画笔、修补、红眼工具以及图章、修补、红眼工具

27、以及图章、加深、减淡工具等。加深、减淡工具等。图像修复操作主要通过图像修复操作主要通过工具箱中的相关工具和工具箱中的相关工具和“滤镜滤镜”菜单中的相关命令实现菜单中的相关命令实现修复工具图章工具橡皮擦工具减淡工具模糊工具第二十九页，本课件共有31页12.4.4 Photoshop CS3 高级操作高级操作v3、蒙版和通道、蒙版和通道v蒙版通常是一种透明的模板，覆盖在图像上保护某蒙版通常是一种透明的模板，覆盖在图像上保护某一特定的区域，从而允许其他部分被修改。对蒙版一特定的区域，从而允许其他部分被修改。对蒙版的操作主要通过的操作主要通过“图层图层”菜单中的蒙版相关命令来实菜单中的蒙版相关命令来实

28、现。现。v通道是在通道是在Photoshop环境下，将图像的颜色分离成环境下，将图像的颜色分离成基本的颜色，每一个基本颜色就是一条基本的通道，基本的颜色，每一个基本颜色就是一条基本的通道，类似于摄影技术中的滤光镜，主要用于存储图像色彩类似于摄影技术中的滤光镜，主要用于存储图像色彩和选取范围。通道的操作主要通过和选取范围。通道的操作主要通过“通道通道”控制面板来控制面板来实现。实现。第三十页，本课件共有31页12.4.4 Photoshop CS3 高级操作高级操作v4、滤镜、滤镜 滤镜是滤镜是Photoshop中一种中一种功能丰富、效果奇特的工具。它功能丰富、效果奇特的工具。它们就像带有不同颜色和图案的镜们就像带有不同颜色和图案的镜片，可以帮助用户完成锐化、模片，可以帮助用户完成锐化、模糊、扭曲等操作，从而产生意想糊、扭曲等操作，从而产生意想不到的绝佳效果。滤镜操作主要不到的绝佳效果。滤镜操作主要通过通过“滤镜滤镜”菜单中的相关命令来菜单中的相关命令来实现。实现。第三十一页，本课件共有31页