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1、第4章靜態(tài)圖像處理4.1圖像的基本知識4.2圖像的壓縮技術(shù)4.3圖像編碼技術(shù)的國際標準4.4圖像的采集4.5Photoshop圖像處理技術(shù)4.6小結(jié)7/30/202114.1圖像的基本知識4.1.1顏色與混色法4.1.2彩色空間4.1.3圖像的顯示和存儲7/30/202124.1.1顏色與混色法視覺特性與某一單色光相同的彩色視覺，可由具有不同光譜成分的色光組合所代替。利用這個原理，我們可以由幾個基本的色彩，配出其他的色彩。人眼的亮暗感覺是相對的。人眼可以在相當寬的一個亮度范圍內(nèi)工作，但是卻不能同時感受到所有的亮度。利用
2、這一點，我們不需要恢復(fù)景物的真實亮度，也能給人同樣的亮度感覺。人眼可產(chǎn)生色彩濃淡的感覺。通常，如果在顏色中混入白光，顏色的飽和度就會降低。7/30/20213基色原理與混色法相加混色法我們的彩色顯示器可以發(fā)出紅綠藍三種波長的光。這三種光的不同比例的相加構(gòu)成了實際的顯示器表示的顏色。我們把這種由基色光按不同比例相加獲得不同色光叫做相加混色法。紅色+綠色=黃色紅色+藍色=品紅綠色+藍色=青色紅色+綠色+藍色=白色7/30/20214相減混色法在印刷、繪圖時，我們的紙張是不會發(fā)光的，它只能反射環(huán)境光產(chǎn)生顏色。紙張上的內(nèi)容產(chǎn)生
3、的色彩實際上是色彩顏料吸收了環(huán)境光中的特定波長的光而導(dǎo)致的。我們在相減混色法中使用青色（Cyan）、品紅（Magenta）和黃色（Yellow）作為基色，又叫CMY模型。在實際中我們在產(chǎn)生黑色時，通常直接用黑色的顏料，而不是使用三種顏料混合得到。因此我們的減色模型模型實際上又多了一種顏色黑色（Black）。因此我們又叫減色模型為CMYK模型。7/30/20215相減混色法混色示意圖黃青品紅紅綠黑藍7/30/202164.1.2彩色空間RGB彩色空間F=r(R)+g(G)+b(B)如果每種顏色以8位二進制位來表示，那么可
4、以表示的色彩為224=1,670萬種顏色，這也就是我們常說的真彩色。計算機的顯示器就是使用RGB模型顯示顏色的。7/30/20217YUV和YIQ色彩空間對于彩色電視系統(tǒng)，通常把彩色圖像信號，經(jīng)分色、放大、校正后得到RGB三分量，再經(jīng)過矩陣變換電路得到亮度信號Y和兩個色差信號R－Y、B－Y即U和V，最后由發(fā)送端將亮度和色差三個信號分別進行編碼，用同一信道發(fā)送出去。這就是我們常用的YUV色彩空間。這樣做的好處是：Y和色度信號U、V是分離的。沒有U、V分量只有Y分量，那么得到的就是圖像的黑白灰度圖。YUV三個分量在一起就是
5、彩色圖像。7/30/20218YUV與RGB的轉(zhuǎn)換關(guān)系亮度公式：Y＝0.3R+0.59G+0.11B7/30/20219HIS彩色空間H(Hue)表示顏色的色調(diào)，S(Saturation)表示顏色的飽和度，I(Intensity)表示顏色的亮度。這種表示法又叫畫家表示法。如果S和I都設(shè)置為1（100%），那么改變H值就可以得到不同的純顏色，減小S就得到了滲入白色光的效果，而減小I,顏色就會變暗，相當于加入了黑色。利用這種彩色空間，我們?nèi)菀走x擇需要的顏色。7/30/2021104.1.3圖像的顯示和存儲可以用一定長度的二
6、進制數(shù)來分別表示色彩的紅綠藍三分量的強度值。對于RGB8:8:8，它可以生成的顏色數(shù)為224種，人眼是很難分辨出這么多的顏色的。我們通常稱這種彩色叫全彩色。對于一幅具體的圖像，它使用的顏色可能遠遠少于224種，這樣，我們通常將它用到的顏色做成一個表（調(diào)色板），在圖像的各像素中只記錄像素顏色對應(yīng)的調(diào)色板中的顏色索引號。這種圖像存儲方式構(gòu)成的圖像我們稱為偽彩色(PseudoColor)圖像，我們把這種做顏色索引表的過程叫索引顏色。7/30/202111其他影響圖像存儲的因素創(chuàng)建圖像時，我們可能使用一些圖形方法。為了編輯的方
7、便，我們也需要一些文件格式來支持各種編輯信息的存儲。7/30/202112常用的圖像文件格式BMPGIFTIFFPNGJPEGPCXPSD7/30/2021134.2圖像的壓縮技術(shù)4.2.1圖像壓縮的原理4.2.2經(jīng)典編碼技術(shù)4.2.3第二代圖像編碼技術(shù)7/30/2021144.2.1圖像壓縮的原理相關(guān)性壓縮在場景不變時，兩幀畫面之間實際上只有一些細小的差別。在同一幀內(nèi)，相鄰像素之間也具有一定的相關(guān)性。去除圖像的相關(guān)性，這樣就有效減少了圖像的冗余，達到了壓縮數(shù)據(jù)的目的。7/30/202115非相關(guān)性壓縮在不同的情況下，
8、人對信號失真的分辨能力是不一樣的。當觀看運動圖像時，人對灰度等級和細節(jié)的分辨能力均會降低。對于圖像的細節(jié)，人眼的色彩感覺又不太敏感。當人眼對圖像的某種特性的感受性提高時，那么對圖像其他特性的感受性就會降低?？梢栽试S圖像編碼的一些更大的失真，從而達到減小數(shù)據(jù)量的目的。人們采用了自適應(yīng)技術(shù)，可以根據(jù)圖像的每一局部特點來決定采樣的頻率和
