图像方面基础知识

图像的颜色

色度学理论认为,任何颜色可由红、绿、蓝三种基本颜色混合得到。  图像可用红、绿、蓝三原色来表示。

计算机屏幕上显示出来的画面通常有两种描述方法:一种为图形,另一种为图像。

图形:

由指令集合组成; 指令由位置、形状、颜色等描述。 记录的是坐标值; 颜色隐含,统一描述。 显示时执行命令,转变为屏幕上所显示的形状和颜色。  

图像:

光度值(亮度或彩色); 位置按规则方式排列; 坐标值隐含。

图像空间分辨率 :

    指图像数字化的空间精细程度。

灰度级分辨率:

    即颜色深度,表示每一像素的颜色值所占的二进制位数。颜色深度越大则能表示的颜色数目越多。

图像处理的目的:

1)提高图像的视感质量,达到赏心悦目的目的。 图像去除噪声,改变图像的亮度、颜色,增强图像中的某些成份、抑制某些成份,对图像进行几何变换等,从而改善图像的质量。

2)提取图像中某些特征, 以便于分析。     常用作模式识别、计算机视觉的预处理等。这些特征包括很多方面,如频域特性、灰度/颜色特性、边界/区域特性、纹理特性、形状特性等。

3)图像识别     在分析的基础上,进行内容识别,例如:汽车牌照识别,人脸识别、虹膜识别、指纹识别等。

4)对图像数据压缩,便于存储和传输。     提高存储量,提高网络的速度。

数字图像技术:

1. 图像获取、表示和表现

2. 图像复原

3. 图像增强

4. 图像分割

 5. 图像分析

 6. 图像重建

7. 图像压缩编码

 图像的存储格式:

按照颜色深度分类,常用图像文件:

黑白图像

8位索引图像

24位真彩色图像

彩色图像:

是指每个像素的信息由RGB三原色构成的图像,其中RGB是由不同的灰度级来描述的。

8位伪彩色索引图像:

(1)  颜色表红、绿、蓝分量值不全相等。 (2)  像素值是图像颜色表的索引地址。

真彩色图像表示:

(1)每一像素由RGB三个分量组成。 (2)每个分量各占8位,取值范围为0~255,每个像素24位。

图像的文件格式:

(1) BMP(BitMaP)格式

(2) GIF(Graphics Interchange Format)格式

(3) TIFF(Tagged Image Format File)格式

(4) JPEG(Joint Photographic Expert Group)格式

GIF主要用于不同平台上交流和传输,而不是作为文件的存储格式。  

最大不能超过64 M,   颜色最多为256色。

TIF文件的设计考虑了扩展性、方便性和可修改性,是最复杂的一种。

要求用更多的代码来控制它,结果导致文件读写速度慢,代码长。

BMP文件组成:

位图文件头结构    BITMAPFILEHEADER 

位图信息头结构BITMAPINFOHEADER 

位图颜色表RGBQUAD 

位图像素数据 

BMP文件头:

typedef struct tagBITMAPFILEHEADER 
{  WORD     bfType; // BM
  DWORD   bfSize;// 文件大小
  WORD     bfReserved1;// 0
  WORD     bfReserved2;// 0
  DWORD  bfOffBits; //位图数据的起始位置,
}BITMAPFILEHEADER; 

位图信息头:

typedef struct tagBITMAPINFOHEADER
{
    DWORD    biSize; 
    LONG        biWidth;  
    LONG        biHeight; 
    WORD       biPlanes;   //
    WORD       biBitCount;   // 每个像素所需的位数,
    DWORD    biCompression;     // 位图压缩类型,
    DWORD    biSizeImage;      // 位图的大小,
    LONG        biXPelsPerMeter;    // 
    LONG        biYPelsPerMeter;    // 
    DWORD    biClrUsed;     // 颜色数
    DWORD    biClrImportant;    // 重要的颜色数
} BITMAPINFOHEADER;

颜色表:

typedef struct tagRGBQUAD
{
BYTE   rgbBlue;// 蓝色
BYTE   rgbGreen; // 绿色
BYTE   rgbRed; // 红色
BYTE   rgbReserved;// 0
} RGBQUAD; 

位图信息-- BITMAPINFO结构:

struct tagBITMAPINFO 

{  BITMAPINFOHEADER bmiHeader;

 RGBQUAD bmiColors[1]; // 颜色表

} BITMAPINFO;

结构 

数据域 

含义 

BITMAPFILEHEADER 

bfType 

字节“BM” 

bfSize 

文件总字节数 

BfReserved1 

BfReserved1 

bfOffBit 

位图数据距文件头的偏移量 

BITMAPINFOHEADER 

biSize 

本结构大小的字节数 

biWidth 

宽度,单位为像素点 

biHeight 

高度,单位为像素点 

biPlanes 

biBitCount 

像素的位数(14824) 

biCompression 

压缩方式(0表示不压缩) 

bisizeImage 

位图数据的字节数

biXpelsPerMeter 

水平分辨率(像素点/米) 

biYpelsPerMeter 

垂直分辨率(像素点/米) 

biClrUsed 

图像中使用的颜色数 

biClrImportant 

图像中重要的颜色数 

RGBQUAD 

rgbBlue 

蓝色

rgbGreen 

绿色

rgbRed 

红色

rgbReserved 

256位图文件调色板:

调色板 256项;

所占字节数:256*4=1024;

1024/16=64行;

总行数43h=4*16+3=67行;

文件头占 3行;

每行16字节,可以存储4个表项, 64*4=256个表项。

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