多媒体数字图像下.ppt

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1、其他颜色模型CIE的的L*a*b*模型模型蒙西爾蒙西爾(Munsell)色彩系統和奧斯特色彩系統和奧斯特(Ostwald)色彩系統色彩系統 HSL颜色模型n在HSL模型中，H定义色调；S定义颜色的深浅程度或饱和度；L定义亮度。nRGB模型和CMYK模型主要是面向设备的，而HSL模型更容易被人理解和控制。的白光量 颜色的输入相加色与相减色的关系相加色与相减色的每个象素所表示的颜色 RGB 颜 色 000 黑 001 蓝 010 绿 011 青 100 红 101 品红 110 黄 111 白相加色相减色青色 品红 黄色 相减色 0 0 0 白 0 0 1 黄 0 1 0 品红 0 1 1 红 1

2、 0 0 青 1 0 1 绿 1 1 0 蓝 1 1 1 黑 色彩空间的转换(1).RGB与YUV和YIQ之间的转换彩色摄像机最初得到的是经过y校正的RGB信号，为了和黑白电视机兼容及压缩编码，在传送过程中包含亮度信号和色差信号，亮度方程简化如下：Y=0.3R+0.59G+0.11B三个色差信号B-Y，R-Y，G-Y中有两个是独立的，另一个可用亮度方程和两个色差信号通过运算得到。YIQ彩色空间和RGB彩色空间的转换方法是：将V=0.877(R-Y)，U=0.493(B-Y)，代入下式：I=Vcos33oUsin33o Q=Vsin33o+Ucos33o(2).HIS与RGB之间的转换RGB模型

3、到CMYK模型的转换分色算法（F代表白色）颜色模型的空间表示RGB彩色空间和CMY彩色空间的表示法伽马()校正n一个图像系统中一般包含输入设备（扫描仪、摄像机、数码相机）、存储设备（胶片、磁盘）和输出设备三大模块。n各种涉及到光电转换的设备的输入输出特性曲线一般是非线性的，且表现为幂函数的形式：yxn 输出输出(输入输入)（按照惯例，“输入”和“输出”都缩放到01之间）。所以整个图像系统的传递函数是一个幂函数。12nn一个图像系统追求的目标：真实的再现原始场景。伽马()校正n为了真实地再现原始场景，如果图像再现环境为明亮环境则必须时整个图像系统的1；如果为暗淡环境，则必须使整个系统的1.25；

4、如果为黑暗环境，则必须使系统的1.5。n实际图像系统的值并非符合我们要求的值，且是不能随意改变的。所有要求我们加入一个中间环节来校正整个系统的值，即补偿系统的非特性曲线，使之接近于应用环境所要求的值。这个过程就叫做伽马（伽马（）校正）校正。伽马()校正Photoshop 中提供的Gamma校正功能图像的分类n矢量图与点位图 矢量图是用一系列计算机指令来表示一幅图，如画点、画线、画曲线、画圆、画矩形等。这种方法实际上是用数学方法来描述一幅图。矢量图的优点是：（1）缩放、旋转、移动时图像不会失真。（2）存储和传输时数据量较小。矢量图的缺点是：（1）图像显示时花费时间比较长。（2）真实世界的彩色图像

5、难以转化为矢量图。图像的分类n矢量图与点位图 点位图是将一副图像在空间上离散化，即将图像分成许许多多的像素，每个象素用若干个二进制位来指定该像素的颜色或灰度值。点位图的优点是：（1）显示速度快。（2）真实世界的图像可以通过扫描仪、数码相机、摄像机等设备方便的转化为点位图。点位图的缺点是：（1）存储和传输时数据量比较大。（2）缩放、旋转时算法复杂且容易失真。图像的分类矢量图点位图图像的分类n灰度图标准单色图 标准灰度图图像的分类n彩色图256色标准图像 24位标准图像图像的基本属性1、分辨率 显示分辨率显示分辨率：指显示屏上能够显示出的象素数目。同样大小显示屏能够显示的象素越多，说明显示设备的分

6、辨率越高，显示的图像质量也就越高。（640480，1024 768）图像分辨率图像分辨率：指组成一副图像的像素的密度，一般用单位长度上包含像素的个数来衡量。常用单位为DPI（dots per inch），即每英寸多少点。图像的基本属性2、像素深度 像素深度是指存储每个像素所用的位数。像素深度决定彩色图像每个像素可能有的颜色数，或者确定灰度图像每个像素可能有的灰度级数。3、调色板 一个彩色图像假如只包含24位真彩色空间中的16个离散的点（16色图），则可以建立一个颜色查找表，表中的每一行记录一组RGB值，实际像素的值用来指定该点颜色在查找表中的索引值，这样就可以大大缩小存储量。这个颜色查找表就叫

7、做调色板。图像的基本属性4、真彩色、伪彩色与直接色 真彩色真彩色：真彩色是指在组成一幅彩色图像的每个像素值中，有R，G，B三个基色分量，每个基色分量直接决定显示设备的基色强度，这样产生的彩色称为真彩色。伪彩色伪彩色：每个像素的颜色不是由每个基色分量的数值直接决定，而是把像素值当作彩色查找表(调色板)的表项入口地址，去查找一个显示图像时使用的R，G，B强度值，用查找出的R，G，B强度值产生的彩色称为伪彩色。直接色：直接色：每个像素值分成R，G，B分量，每个分量作为单独的索引值对它做变换。也就是通过相应的彩色变换表找出基色强度，用变换后得到的R，G，B强度值产生的彩色称为直接色。图像及图像文件格式

8、图像是由一些排成行和列的点组成的，通常称为位图或点阵图。图像文件在计算机中的存储格式有多种，如”.BMP”、”.PCX”、”.TIF”、”.TGA”“.GIF”、”.JPG”等。1BMP格式BMP 是标准的WINDOWS 和OS/2 的图形和图像的基本位图格式，有压缩（RLE）和非压缩之分。BMP 支持黑白图像、16色和256色的伪彩色图像以及RGB 真彩色图像。2PCX格式是使用游程长编码（RLE）方法进行压缩的图像文件格式文件。支持黑白图像、16色和256色的伪彩色图像、灰度图像以及RGB 真彩色图像，3GIF格式GIF 是压缩图像存储格式，它使用LZW 压缩方法，压缩比较高，文件长度较小

9、。支持黑白图像、16色和256色的彩色图像。4TIF格式TIF 格式是工业标准格式，支持所有图像类型。文件分成压缩和非压缩两大类。5JPG和PIC格式 JPG 和PIC 都使用JPEG 方法进行图像数据压缩。这两种格式的最大特点是文件非常小。它是一种有损压缩的静态图像文件存储格式。支持灰度图像、RGB 真彩色图像和CMYK 真彩色图像。6PCD格式PCD格式是Photo-CD 的专用存储格式，文件中含有从专业摄影照片到普通显示用的多种分辨率的图像，所以数据量都非常大。视频和动画的文件格式动画文件的格式主要有两种：FLIC 格式和MMM 格式。视频文件的使用一般与标准有关，主要有AVI、MOV、

10、MPG、DAT、DIR 等。1.FLIC动画 早期版本的FLIC文件只支持320200256 色模式，文件的扩展名为“.FIY”。较新版本支持的分辨率和颜色数都有所提高，文件的扩展名也改为“.FLC”。它使用了无损压缩方法，画面效果十分清晰，但本身不能存储同步声音。2.MMM动画MMM格式是微软多媒体动画的文件格式。3.AVI文件AVI文件将视频和音频信号混合交错地存储在一起。其文件扩展名为“.AVI”,采用了Intel公司的Indeo视频有损压缩技术，较好地解决了音频信息与视频信息同步的问题。4.MOV文件MOV 是Macintosh 计算机用的影视文件格式。也采用了Intel公司的Inde

11、o视频有损压缩技术，以及视频与音频信息混排技术。5.MPG文件是PC机上全屏幕活动视频的标准文件格式，它是使用MPEG 方法进行压缩的全运动视频图像。6.DAT文件DAT 是Video CD 或Karaoke CD数据文件的扩展名，也是基于MPEG 压缩方法的一种文件格式。7.DIR格式DIR是Marco Media公司使用的Director 多媒体著作工具产生的电影文件格式。位图文件(Bitmap-File，BMP)格式是Windows采用的图像文件存储格式，在Windows环境下运行的所有图像处理软件都支持这种格式。BMP位图文件默认的文件扩展名是bmp或者dib。BMP图像文件格式 BM

12、P文件大体上分为四个部分：位图文件头BITMAPFILEHEADER位图信息头BITMAPINFOHEADER调色板Palette实际的位图数据ImageDataBMP图像文件格式typedef struct tagBITMAPFILEHEADER WORD bfType;/*说明文件的类型说明文件的类型 */DWORD bfSize;/*说明文件的大小，用字节为单位说明文件的大小，用字节为单位 */WORD bfReserved1;/*保留，设置为保留，设置为0*/WORD bfReserved2;/*保留，设置为保留，设置为0*/DWORD bfOffBits;/*说明从说明从BITMAP

13、FILEHEADER结构结构 开始到实际的图像数据之间的字开始到实际的图像数据之间的字 节节 偏移量偏移量*/BITMAPFILEHEADER;BMP图像文件格式图像文件格式typedef struct tagBITMAPINFOHEADER DWORD biSize;/*说明结构体所需字节数说明结构体所需字节数*/LONG biWidth;/*以像素为单位说明图像的宽度以像素为单位说明图像的宽度*/LONG biHeight;/*以像素为单位说明图像的高速以像素为单位说明图像的高速*/WORD biPlanes;/*说明位面数，必须为说明位面数，必须为1*/WORD biBitCount;/

14、*说明位数说明位数/像素，像素，1、2、4、8、24*/DWORD biCompression;/*说明图像是否压缩及压缩类型说明图像是否压缩及压缩类型*/DWORD biSizeImage;/*以字节为单位说明图像大小以字节为单位说明图像大小*/LONG biXPelsPerMeter;/*说明水平分辨率，像素说明水平分辨率，像素/米米*/LONG biYPelsPerMeter;/*说明垂直分辨率，像素说明垂直分辨率，像素/米米*/DWORD biClrUsed;/*说明图像实际用到的颜色数，如果为说明图像实际用到的颜色数，如果为0 则颜色数为则颜色数为2的的biBitCount次方次方*

15、/DWORD biClrImportant;/*说明对图像显示有重要影响的颜色说明对图像显示有重要影响的颜色 索引的数目，如果是索引的数目，如果是0，表示都重要。，表示都重要。*/BITMAPINFOHEADER;BMP图像文件格式 调色板实际上是一个数组，它所包含的元素与位图所具有的颜调色板实际上是一个数组，它所包含的元素与位图所具有的颜色数相同，决定于色数相同，决定于biClrUsed和和biBitCount字段。数组中每个元素的字段。数组中每个元素的类型是一个类型是一个RGBQUAD结构。结构。typedef struct tagRGBQUAD BYTE rgbBlue;/*指定蓝色分量

16、指定蓝色分量*/BYTE rgbGreen;/*指定绿色分量指定绿色分量*/BYTE rgbRed;/*指定红色分量指定红色分量*/BYTE rgbReserved;/*保留，指定为保留，指定为0*/RGBQUAD;BMP图像文件格式 紧跟在彩色表之后的是图像数据字节阵列。紧跟在彩色表之后的是图像数据字节阵列。图像的每一扫描行由表示图像像素的连续的字节图像的每一扫描行由表示图像像素的连续的字节组成，每一行的字节数取决于图像的颜色数目和组成，每一行的字节数取决于图像的颜色数目和用像素表示的图像宽度。扫描行是由底向上存储用像素表示的图像宽度。扫描行是由底向上存储的，这就是说，阵列中的第一个字节表示

17、位图左的，这就是说，阵列中的第一个字节表示位图左下角的像素，而最后一个字节表示位图右上角的下角的像素，而最后一个字节表示位图右上角的像素。像素。GIF（Graphics Interchange Format）格式由CompuServe公司于87年开发，版本号GIF87a，89年扩充后版本号为GIF89a。GIF图像文件以块(block)为单位存储信息。一个GIF文件由表示图形/图像的数据块、数据子块以及显示图形/图像的控制信息块组成，称为GIF数据流(Data Stream)。数据流中的所有控制信息块和数据块都必须在文件头(Header)和文件结束块(Trailer)之间。GIF图像文件格式G

18、IF图像文件格式1HeaderGIF文件头文件头2Logical Screen Descriptor逻辑屏幕描述块逻辑屏幕描述块3Gloabal Color Table全局颜色表全局颜色表。扩展模块（任选）扩展模块（任选）4Image Descriptor图像描述块图像描述块5Local Color Table局部颜色表局部颜色表可可6Table Based Image Data表基压缩图像数据表基压缩图像数据重重7Graphic Control Extension图像控制扩展块图像控制扩展块复复8Plain Text Extension无格式文本扩展块无格式文本扩展块n9Comment Ex

19、tension注释扩展块注释扩展块次次10Application Extension应用程序扩展块应用程序扩展块。扩展模块（任选）扩展模块（任选）11GIF TrailerGIF文件结束快文件结束快GIF图像文件格式nGIF文件采用了LZW无损压缩算法来存储图像数据。nGIF文件允许设置背景的透明属性。nGIF文件格式可在一个文件中存放多幅彩色图像并且制作出幻灯片或者动画效果。nGIF文件支持图像数据的交叉存储方式，这样一个大的图像可以逐步显示，让用户首先看到图像概貌，然后逐步清晰。nGIF文件定义的图像中可以加入文本。GIF文件格式的特点：文件格式的特点：JPEG图像文件格式 JPEG标准委

20、员会没有对JPEG文件格式作出明确的定义，现在被广泛采用的是1992年9月由C-Cube Microsystems公司提出的JPEG文件交换格式（JPEG File Interchange Format，JFIF），版本号为1.02。JFIF文件格式直接使用JPEG标准为应用程序定义的许多标记，因此JFIF格式成了事实上JPEG文件交换格式标准。JEPG文件大体上可以分成两个部分：标记码（tag）和压缩数据。标记码部分给出了JPEG图像的所有信息，如图像的宽、高、Huffman表、量化表等等。JPEG图像文件格式nJPEG文件使用的颜色空间是电视图像信号数字化标准ITU-RBT 601推荐标准

21、规定的YCbCr彩色空间。从RGB转换成YCbCr的计算公式如下：Y=0.299 R+0.587G+0.114 B Cb=-0.1687R-0.3313G+0.5B+128 Cr=0.5 R-0.4187G-0.0813 B+128位映像图格式/光栅图光栅后缀 文件名称 后缀 文件名称AG4 Access G4 document imagingATT ATT Group IVBMP Windows OS/2CAL CALS Group IVCIT Intergraph scanned imagesCLP Windows Clipboard CMP Photomatrix G3/G4 scann

22、er formatCMP LEAD TechnologiesCPR Knowledge AccessCT Scitex Continuous ToneCUT Dr.Halo JFF JPEG(JFIF)JPG JPEG KFX Kofax Group IV MAC MacPaint MIL Same as GP4 extension MSP Microsoft Paint NIF Navy Image File PBM Portable bitmap PCD PhotoCD PCX PC Paintbtush PIX Inset Systems(HiJaak）续位映像图格式/光栅图光栅1DBX

23、 DATABEAMDX Autotrol document imaging ED6 EDMICS(U.S.DOD)EPS Encapsulated PostScriptFAX FaxFMV FrameMakerGED ArtsLettersGDF IBM GDDM formatGIF CompuServeGP4 CALS Group IV-ITU Group IVGX1 Show PartnerGX2 Show Partner PNG Portable Network Graphics PSD Photoshop native format RAS Sun RGB SGI RIA Alphar

24、el Group IV document imaging RLC Image Systems RLE Various RLE-compressed formats RNL GTX Runlengt SBP IBM StoryBoard SGI Silicon Graphicas RGB SUN Sun TGA Targa续位映像图格式/光栅图光栅2ICA IBM IOCA(see MO：DCAICO Windows iconIFF Amiga ILBMIGF Inset Systems(HiJaak)IMG GE PaintTIF TIFFWPG WordPerfect imageXBM X

25、Window bitmapXPM X Window pixelmapXWD X Window dump矢量图格式 后缀 文件名称 后缀 文件名称3DS 3D Studio906 Calcomp plotter907AI Adobe Illustrator908CAL CALS subset of CGM909CDR CorelDRAW910CGM Computer Graphics Metafile911CH3 Harvard Graphics chart912CLP Windows clipboard913CMX Corel Metafile Exchange914DG AutotrolGE

26、M GEM proprietaryG4 GTX RasterCAD scanned images into vectors for AutoCADIGF Inset Systems（HiJaak)IGS IGESMCS MathCADMET OS/2 metafileMRK Informative Graphics markup fileP10 Tektronix plotter(PLOT10)PCL HP LaserJetPCT Macintosh PICT drawings续矢量图格式DGN Intergraph drawing formatDRW Micrografx Designer

27、2.x,3.xDS4 Micrografx Designer 4.xDSF Micrografx Designer 6.xDXF AutoCADDWG AutoCADEMF Enhanced metafile EPS Encapsulated PostScriptESI Esri plot file(GIS mapping)FMV FrameMakerGCA IBM GOCA PDW HiJaakPGL HP plotterPIC Variety of picture formatPIX Inset Systems(HiJaak)PLT HPGL Plot File(HPGL)2 has raster formatPS PostScript Level 2PLC Image Systems”CAD Overlay ESP”vector file overlaid onto raster imagesSSK SmartSketchWMF Windows Metafile WPG WordPerfect graphicsWRL VRML