MMC02 數(shù)字圖像基礎(chǔ)(上)

第二章數(shù)字圖像基礎(chǔ)DigitalImageFundamentals姜竹青鏈接：/s/1faPum密碼：fc9b23第二章數(shù)字圖像基礎(chǔ)本章內(nèi)容人眼的視覺(jué)特性基于亮度的視覺(jué)模型圖像的感知和獲取圖像的取樣和量化圖像質(zhì)量和種類(lèi)（*）像素間的操作圖像文件的存儲(chǔ)格式（*）4人眼的構(gòu)造圖2.1人眼橫截面簡(jiǎn)圖雖然數(shù)字圖像處理基于數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)，但人的視覺(jué)判斷和分析在選擇某種算法時(shí)起核心作用。人眼近似為一個(gè)球體，直徑約2cm外層由三層膜包裹角膜和鞏膜脈絡(luò)膜視網(wǎng)膜角膜是一種硬而透明的組織，覆蓋著眼睛的前表面。與角膜相連的鞏膜是一層包圍著眼球剩余部分的不透明膜；脈絡(luò)膜是眼睛重要的滋養(yǎng)源，脈絡(luò)膜外殼著色很重，有助于減少進(jìn)入眼睛外來(lái)光和眼球內(nèi)反向散射光的數(shù)量；視網(wǎng)膜是眼睛最內(nèi)側(cè)的一層膜，當(dāng)眼球適當(dāng)聚焦時(shí)，來(lái)自眼睛外部的光在視網(wǎng)膜上成像。在視網(wǎng)膜表面分散的光接收器(光敏細(xì)胞）提供了圖案視覺(jué)。5人眼的構(gòu)造視網(wǎng)膜表面的光接收器（光敏細(xì)胞）分為兩種：錐狀細(xì)胞稈狀細(xì)胞錐狀細(xì)胞數(shù)目約600~700萬(wàn)，位于中央凹的部分既感光，又感色，白天起作用，對(duì)顏色敏感度很高每個(gè)錐體對(duì)連接到自身的一個(gè)神經(jīng)末端。錐狀視覺(jué)叫做白晝視覺(jué)或者明視覺(jué)。桿狀細(xì)胞數(shù)目約7500~15000萬(wàn)，視野內(nèi)一般的總體圖像只感光，不感色，晚上起作用，在低照明度下對(duì)圖像較敏感幾個(gè)桿狀細(xì)胞連接到一個(gè)神經(jīng)末端稈狀視覺(jué)叫做夜視覺(jué)或者暗視覺(jué)錐狀桿狀6人眼的構(gòu)造虹膜：調(diào)整光圈(光通量)大小虹膜中間開(kāi)口處(瞳孔)直徑是可變的，2~8mm；其前部是看到的眼珠顏色；其后部則有黑色素；晶狀體：調(diào)整成像焦距大小由同心的纖維細(xì)胞層組成，并由附在睫狀體上的纖維懸掛著，含水量60~70%由稍黃的色素著色，顏色隨年齡的增長(zhǎng)而加深吸收大約8%的可見(jiàn)光譜，對(duì)短波長(zhǎng)有較高的吸收率晶狀體結(jié)構(gòu)中，蛋白質(zhì)吸收紅外光和紫外光，過(guò)量時(shí)會(huì)傷害眼睛7人眼的構(gòu)造中央凹視網(wǎng)膜上直徑約1.5mm的凹坑可把中央凹看作1.5mm1.5mm大小的方形傳感器陣列在視網(wǎng)膜這一區(qū)域中，錐狀體的密度大約150000個(gè)元素/mm2眼睛中敏感度最高的區(qū)域，錐狀細(xì)胞的數(shù)量約為337，000個(gè)元素（從自然分辨能力看，恰好是一個(gè)電耦合元件(CCD)中等分辨(比如VGA格式640×480=307200)的成像芯片所具有的元素?cái)?shù)量）人眼約等效于50毫米焦距，光圈F4-F32可變，400萬(wàn)像素，ISO50-ISO6400，快門(mén)1/24的不停連續(xù)拍攝的相機(jī)。鏡頭約等于3片3組，由非球面鏡組成，光圈（瞳孔）小于F32時(shí)，一般是化學(xué)藥品中毒，大于F2.8時(shí)那是死人。對(duì)焦速度極高，在0.5秒內(nèi)能完成最遠(yuǎn)到最近的切換。

8光圈F值=鏡頭的焦距/鏡頭光圈的直徑光圈F值越小，通光孔徑越大（如右圖所示），在同一單位時(shí)間內(nèi)的進(jìn)光量便越多快門(mén)速度單位是“秒”。專(zhuān)業(yè)135相機(jī)的最高快門(mén)速度達(dá)到1/16000秒。9102.55mm圖像的形成人眼的晶狀體和普通光學(xué)透鏡的主要差別在于:人眼晶狀體的適應(yīng)性更強(qiáng)，其形狀由捷狀體韌帶和張力控制。聚焦遠(yuǎn)處的物體，晶狀體變得相對(duì)扁平；聚焦近處的物體，晶狀體變得較厚;聚焦中心與視網(wǎng)膜之間的距離為14mm~17mm。成像過(guò)程視網(wǎng)膜圖像主要反射在中央凹區(qū)域上然后由光敏細(xì)胞的相應(yīng)刺激作用產(chǎn)生感覺(jué)感覺(jué)把輻射能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娒}沖最后由大腦解碼11第二章數(shù)字圖像基礎(chǔ)本章內(nèi)容人眼的視覺(jué)特性基于亮度的視覺(jué)模型圖像的感知和獲取圖像的取樣和量化圖像質(zhì)量和種類(lèi)（*）像素間的操作圖像文件的存儲(chǔ)格式（*）12人眼的亮度視覺(jué)特性—亮度適應(yīng)性亮度適應(yīng)人的視覺(jué)系統(tǒng)能適應(yīng)的光強(qiáng)度級(jí)別范圍很寬，從夜視域值到強(qiáng)閃光約有1010數(shù)量級(jí)。與整個(gè)適應(yīng)范圍相比較，人眼在某一時(shí)刻能夠鑒別的亮度級(jí)別范圍很小，分段感受。對(duì)于任何一組給定條件，視覺(jué)系統(tǒng)當(dāng)前的靈敏度級(jí)別稱為亮度適應(yīng)級(jí)別(BrightnessLevel)13主觀亮度是進(jìn)入人眼的光強(qiáng)的對(duì)數(shù)函數(shù)。明視覺(jué)的范圍是106夜視到明視逐漸過(guò)渡，過(guò)渡范圍大約為0.001到0.1mL(對(duì)數(shù)坐標(biāo)中-3到-1mL)人的視覺(jué)不能同時(shí)在整個(gè)范圍內(nèi)工作，它通過(guò)適應(yīng)周?chē)h(huán)境亮度來(lái)實(shí)現(xiàn)這么大動(dòng)態(tài)范圍。這就是所謂的亮度適應(yīng)現(xiàn)象(BrightnessAdaptation)圖2.4中對(duì)應(yīng)亮度級(jí)別B,曲線Bb為適應(yīng)的主觀亮度感覺(jué)范圍圖2.4主觀亮度感覺(jué)范圍人眼的亮度視覺(jué)特性14感覺(jué)亮度不是簡(jiǎn)單的亮度函數(shù)韋伯定理WeberRatio馬赫帶效應(yīng)MachEffect視在對(duì)比度視覺(jué)暫留人類(lèi)感知現(xiàn)象的另外一個(gè)例子是視錯(cuò)覺(jué)以下依次用圖例說(shuō)明人眼的亮度視覺(jué)特性旋轉(zhuǎn)90度后青蛙王子=白馬王子？15人眼的亮度視覺(jué)特性－韋伯定理韋伯定理(Weber’sLaw)：如果一個(gè)物體的亮度I+△I與其周?chē)尘癐有剛剛可覺(jué)察的差別（最小可覺(jué)差）,則△I和I的比值是在一定的亮度范圍內(nèi)近似不變,為常數(shù)值0.02，這稱為韋伯比。即：

人眼亮度感覺(jué)S和客觀亮度B的對(duì)數(shù)值成正比，是單調(diào)的非線性系統(tǒng)。通過(guò)這一對(duì)數(shù)性質(zhì),人眼在受到保護(hù)的同時(shí)，達(dá)到寬達(dá)106

的視覺(jué)亮度范圍。II+I(韋伯-費(fèi)希納定律)

韋伯

(ErnstHeinrichWeber

1795－1878)

德國(guó)生理學(xué)家費(fèi)希納（GustavTheodora

Fetcher1801～1887）德國(guó)物理學(xué)家、心理物理學(xué)

實(shí)際上，人的一切感覺(jué)，包括視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、膚覺(jué)（含痛、癢、觸、溫度）、味覺(jué)、嗅覺(jué)、電擊覺(jué)等等，都遵從這個(gè)定律。dB（分貝）16圖2.7階梯邊緣的馬赫效應(yīng)人眼的亮度視覺(jué)特性－馬赫帶馬赫帶（MachEffect）1865年厄恩斯特.馬赫（ErnstMach，1838～1916）奧地利物理學(xué)家、哲學(xué)家），馬赫速度(馬赫數(shù))和馬赫帶以他的名字命名。視覺(jué)系統(tǒng)在不同亮度區(qū)域邊緣周?chē)摹扒氛{(diào)”和“過(guò)調(diào)”現(xiàn)象。雖然條帶的亮度恒定，但是實(shí)際感覺(jué)條帶邊緣亮度有變化。奧地利維也納市政廳公園的雕像17圖2.8視在對(duì)比度示例人眼的亮度視覺(jué)特性－視在對(duì)比度感覺(jué)的亮度區(qū)域不是簡(jiǎn)單取決于亮度相同亮度的方塊在不同背景下，感覺(jué)亮度不同；位于中心位置的方塊亮度相同，當(dāng)背景變亮?xí)r，方塊的亮度變暗。一張白紙放在桌子上看上去很白，但用白紙遮蔽眼睛直視明亮的天空時(shí)，紙看起來(lái)總是黑的。MichelEugèneChevreul(1786–1889)，法國(guó)化學(xué)家18當(dāng)我們長(zhǎng)久注視一塊紅顏色之后，抬起眼睛看周?chē)娜藭?huì)覺(jué)得他們的臉色很綠；當(dāng)我們對(duì)暖色光的環(huán)境適應(yīng)之后，突然來(lái)到正常光線下，會(huì)覺(jué)得正常光線很冷，視覺(jué)殘象也屬于色彩的連續(xù)對(duì)比現(xiàn)象。19人眼的亮度視覺(jué)特性－視覺(jué)暫留不同亮度下亮度感覺(jué)與作用時(shí)間的關(guān)系。在某些亮度下，最大亮度感覺(jué)可比正常亮度感覺(jué)大得多。所以，短暫的光刺激比較長(zhǎng)時(shí)向的光刺激更加醒目（指重復(fù)頻率較低時(shí)）。海上航標(biāo)和警燈采用斷續(xù)燈光就是利用人眼的這種特性視覺(jué)暫留：人眼的主觀亮度感覺(jué)與光的作用時(shí)間有關(guān)，并且光象一旦在視網(wǎng)膜上形成，在它消失后，視覺(jué)將會(huì)對(duì)這個(gè)光象的感覺(jué)維持一個(gè)有限的時(shí)間。不同亮度下亮度感覺(jué)與時(shí)間的關(guān)系視覺(jué)惰性中國(guó)走馬燈(最晚宋代)盧克萊修(TitusLucretiusCarus,前99-前55,羅馬哲學(xué)家、詩(shī)人)2021沒(méi)線的三角形輪廓完整的圓(盡管沒(méi)有線)相等線平行線人眼的亮度視覺(jué)特性－視錯(cuò)覺(jué)由于感知條件不佳、客觀刺激不清晰、視聽(tīng)覺(jué)功能減退、強(qiáng)烈情緒影響、想象、暗示以及意識(shí)障礙等，引起無(wú)意識(shí)的推論。/wiki/Optical_illusion22曖昧錯(cuò)覺(jué)：圖像或物體引起視覺(jué)感知在兩種解釋之間擺動(dòng)。人眼的亮度視覺(jué)特性－視錯(cuò)覺(jué)ImpossibleCubeorNeckCube23扭曲錯(cuò)覺(jué)：大小、長(zhǎng)度或曲率的失真。人眼的亮度視覺(jué)特性－視錯(cuò)覺(jué)墨爾本港口Müller-Lyer

Caféwallillusion24矛盾錯(cuò)覺(jué)：是不可能的或荒謬的物體引起的。人眼的亮度視覺(jué)特性－視錯(cuò)覺(jué)25人眼的亮度視覺(jué)特性－視錯(cuò)覺(jué)26虛構(gòu)錯(cuò)覺(jué)：定義為不是所有觀察者都能感知到，但單個(gè)觀察者可以感知，例如精神分裂或迷幻，更適合叫幻覺(jué)。人眼的亮度視覺(jué)特性－視錯(cuò)覺(jué)Datura曼陀羅花Henbane天仙子花天仙子胺

一般劑量可使人感覺(jué)疲倦、進(jìn)入無(wú)夢(mèng)之睡眠它還能解除情緒激動(dòng)，產(chǎn)生健忘個(gè)別病人可產(chǎn)生不安、激動(dòng)、幻覺(jué)乃至譫妄2728第二章數(shù)字圖像基礎(chǔ)本章內(nèi)容人眼的視覺(jué)特性基于亮度的視覺(jué)模型圖像的感知和獲取圖像的取樣和量化圖像質(zhì)量和種類(lèi)（*）像素間的操作圖像文件的存儲(chǔ)格式（*）29光和電磁波譜可見(jiàn)光的彩色范圍只占電磁波譜很小的一部分可見(jiàn)光（380nm~780nm）太陽(yáng)輻射功率波譜電磁輻射波譜30可見(jiàn)光的光譜1666年牛頓發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)光通過(guò)棱鏡后成為七色光；灰度級(jí)：描述單色光強(qiáng)度，它的范圍從黑到灰，最后到白。人感覺(jué)物體的顏色是人眼、光源、物體的吸收和反射特性共同決定的；單色光和復(fù)合光31光源彩色感覺(jué)既決定于人眼對(duì)可見(jiàn)光譜中的不同成分有不同視覺(jué)效果的能力，又決定于光源所含的光譜成分以及景物反射（或透射）和吸收其中某些成分的特性。同一物體在不同光源照射下呈現(xiàn)的彩色也有所不同。人眼彩色感覺(jué)是主觀和客觀結(jié)合的過(guò)程，二者缺一不可。光源有兩種：不發(fā)光的物體，在光源照射下，因反射一定的光譜成分和吸收其余部分而呈現(xiàn)一定的彩色；本身發(fā)光的物體，它輻射光譜分布，引起人眼的一定彩色感覺(jué)32黑體如果一種光源的光譜分布與黑體在某一溫度下的輻射光的光譜分布相同或相近，并且二者的色度相同，那么黑體的溫度，稱為該光源的色溫。單位以絕對(duì)溫度K表示絕對(duì)黑體（也稱全輻射體）是指既不反射也不透射而完全吸收入射輻射的物體。絕對(duì)黑體在不同溫度時(shí)的輻射功率波譜>50003300~5000<3300冷、清爽中間暖、溫馨GustavRobertKirchhoff

，1824.3.12-1887.10.17,，德國(guó)物理學(xué)家，1860年提出了術(shù)語(yǔ)“黑體”33標(biāo)準(zhǔn)光源D65光源

色溫為6500K，相當(dāng)于白天的平均光照。在400毫微米以下范圍內(nèi)，它的波譜能量比B光源與C光源要大些，所以近年來(lái)被用作彩色電視中的標(biāo)準(zhǔn)白光。它可以由彩色顯象管的三種熒光粉發(fā)出的光適當(dāng)配合而得到。E光源

是在色度學(xué)中采用的一種假想的等能白光（E白），就是當(dāng)可見(jiàn)光譜范圍內(nèi)的所有波長(zhǎng)的光都具有相等輻射功率時(shí)所形成的一種白光，它與色溫為5500K的白光相近。純粹是為了簡(jiǎn)化色度學(xué)中的計(jì)算。A光源

色溫為2854K，其波譜能量主要集中在紅外線區(qū)域，看起來(lái)不如太陽(yáng)光白，帶些橙紅色，早上的陽(yáng)光。B光源

色溫為4800K，接近于正午直射的陽(yáng)光。C光源

色溫為67701K，其波譜能量在400～500毫微米處較大，可見(jiàn)C白含藍(lán)色成分較多，相當(dāng)于白天的自然光。各種色溫下黑體的輻射功率波譜標(biāo)準(zhǔn)光源的功率波譜34簡(jiǎn)單的圖像形成模型圖像：用二維函數(shù)f(x,y)形式表示在特定坐標(biāo)(x,y)處，亮度/強(qiáng)度f(wàn)的值或幅度是一個(gè)正的標(biāo)量，其物理意義有圖像源決定。本書(shū)的大部分圖像是單色圖像，圖像值可稱為灰度級(jí)。圖像的值正比于物理源的輻射能量(電磁波)，因此，f(x,y)一定是非零和有限的：0<f(x,y)<f(x,y)由兩個(gè)分量來(lái)表征：f(x,y)=i(x,y)r(x,y)入射分量i(x,y)：入射到觀察場(chǎng)景的光源總量；

0<i(x,y)<：取決于照射源；反射分量r(x,y)：場(chǎng)景中物體反射光的總量；0<r(x,y)<1：取決于成像物體的性質(zhì)；r(x,y)=0，全吸收；r(x,y)=1，全反射對(duì)于透射成像(如X光片)，用透射分量代替上述的反射分量。35簡(jiǎn)單的圖像形成模型照射和反射的典型值照度：0<i(x,y)<晴朗的白天，太陽(yáng)在地球表面產(chǎn)生的照度超過(guò)90000lm/m2；有云，

10000lm/m2；（lm流明-光通量，lm/m2

是照度的單位）晴朗的夜晚，滿月時(shí)約為0.1lm/m2反射：0<r(x,y)<1黑天鵝絨為0.01；不銹鋼為0.65;白色墻0.80;鍍銀金屬0.90；雪0.93;水面反射(上海豫園)菲涅耳(Augustin-JeanFresnel

,1788-1827,法國(guó)物理學(xué)家)/photo-effects/water-reflection/36簡(jiǎn)單的圖像形成模型（本講義中規(guī)定）單色圖像在任何坐標(biāo)(x0,y0)處的強(qiáng)度為圖像在該點(diǎn)的圖像灰度Lmin

gLmax沒(méi)有照明的室內(nèi)典型值：Lmin≈10；Lmax≈1000區(qū)間[Lmin,Lmax]稱為灰度級(jí)通常把[Lmin,Lmax]移位為區(qū)間[0,L-1]l=0

在灰度級(jí)中為黑；l=L-1

在灰度級(jí)中為白；中間值是從黑到白的各種灰色調(diào)；37圖像的獲取圖像是由“照射”源和“場(chǎng)景”對(duì)光的反射或透射而產(chǎn)生的。照射：傳統(tǒng)的電磁能：雷達(dá)、紅外線或紫外線、X射線、可見(jiàn)光等非傳統(tǒng)的光源：超聲波、計(jì)算機(jī)生成的照射模式。場(chǎng)景：熟悉的物體；分子、巖石、人腦、太陽(yáng)成像、星座圖像反射：平面反射；透射：X光成像等圖2.12(a)單個(gè)成像傳感器(如光二極管)(b)線傳感器(掃描儀、遙感掃描)(c)傳感器陣列（CCD）38圖2.13(a)單個(gè)傳感器通過(guò)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生二維圖像(b)線傳感器獲取圖像（掃描儀、傳真）(c)環(huán)形傳感器獲取圖像（CT、PET、核磁共振掃描）(d)傳感器陣列（CCD）圖像的獲取第一張掃描照片，1975年，鼓式，176像素/線，RussellKirsch

三個(gè)月的兒子。(d)39第二章數(shù)字圖像基礎(chǔ)本章內(nèi)容人眼的視覺(jué)特性基于亮度的視覺(jué)模型圖像的感知和獲取圖像的取樣和量化圖像質(zhì)量和種類(lèi)（*）像素間的操作圖像文件的存儲(chǔ)格式（*）英國(guó)奧克尼群島40圖像取樣和量化數(shù)字圖像是模擬圖像f(x,y)通過(guò)取樣、量化、編碼獲得的圖像取樣：圖像空間離散化圖像量化：圖像幅度離散化（又稱為灰度級(jí)量化）編碼：用有限比特去表示量化后的數(shù)值數(shù)字圖像的產(chǎn)生如圖2.16所示圖2.16(a)連續(xù)圖像

(b)在連續(xù)圖像中用從A到B的掃描線來(lái)說(shuō)明取樣和量化的概念

(c)取樣和量化

(d)數(shù)字化后的結(jié)果41數(shù)字圖像的質(zhì)量很大程度上取決于取樣的樣值數(shù)和量化中所用的灰度級(jí)，而圖像內(nèi)容是選擇這些參數(shù)的重要因素。圖像取樣和量化4242數(shù)字圖像的的表示圖像取樣和量化表示為一幅三維圖形的數(shù)字圖像；用兩個(gè)坐標(biāo)軸決定空間位置，第三個(gè)坐標(biāo)（高度）表示灰度值?？梢杂迷搱D推斷圖像的結(jié)構(gòu)，但是，通常復(fù)雜的圖像細(xì)節(jié)太多，以至于難以由此圖解釋。顯示為二維可視灰度陣列的圖像；更一般的表示，顯示了f(x,y)出現(xiàn)在監(jiān)視器或照片上的情況，便于快速觀察結(jié)果。顯示為二維數(shù)值陣列的圖像；在本例中，f(x,y)的大小為600×600像素，或360000個(gè)數(shù)字。打印整個(gè)矩陣很麻煩，傳達(dá)的信息也不多。然而，在處理和開(kāi)發(fā)算法時(shí)，便于公式表示，相當(dāng)有用。43圖2.18本講義中數(shù)字圖像的坐標(biāo)約定：(a)多數(shù)圖像處理書(shū)中所用的坐標(biāo)約定；(b)Matlab圖像處理工具箱中所用的坐標(biāo)約定差別：1）坐標(biāo)系統(tǒng)的原點(diǎn)一個(gè)在（0，0），一個(gè)在（1，1）；

2）坐標(biāo)中行列的符號(hào)一個(gè)是（x，y），一個(gè)是（r，c），但坐標(biāo)順序還是一樣，一個(gè)元素表示行，第二個(gè)元素表示列。圖像取樣和量化原點(diǎn)原點(diǎn)坐標(biāo)約定44數(shù)字圖像的表示連續(xù)圖像數(shù)字化以后變?yōu)镸N維的矩陣，表示圖像空間上的M行N列，N、M分別為行、列方向的取樣點(diǎn)數(shù)；圖像幅度上的灰度級(jí)總數(shù)為L(zhǎng)；圖像矩陣表達(dá)為：圖像取樣和量化幅度、行、列有時(shí)，使用傳統(tǒng)的矩陣表示法更為方便：aij=f(x=i,y=j)=f(i,j)兩種矩陣表示是等效的將圖像表示為一個(gè)矢量v只要一致，哪種表示都可以45矩陣中的每個(gè)元素稱為圖像單元、圖像元素或像素（pixelorpel）

M、N、灰度級(jí)數(shù)L的取值必須是正整數(shù)，通常取2的整數(shù)次冪：M=2m、N=2n、L=2k，則一幅數(shù)字圖像總的比特?cái)?shù)為：

b=MNk例如：灰度級(jí)為L(zhǎng)=64（26），大小128128的一幅圖像，總的比特?cái)?shù)為128×128×6=98304bits=96KB當(dāng)一幅圖像有2k灰度級(jí)時(shí)，通常稱該圖像是k

比特圖像離散灰度級(jí)是等間隔的，且是[0,L-1]內(nèi)的整數(shù)；灰度級(jí)取值范圍稱為圖像的動(dòng)態(tài)范圍；占有灰度級(jí)大部分有效段的圖像，稱作高動(dòng)態(tài)范圍圖像；一幅圖像中最高和最低灰度級(jí)的比值定義為對(duì)比度。圖像取樣和量化46圖像取樣和量化不同M=N和k時(shí)的圖像比特總數(shù)

N

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問(wèn)題數(shù)字化后一幅真彩色圖像的比特總數(shù)是多少？真彩色活動(dòng)視頻的碼率是多少（bit/s）？對(duì)于活動(dòng)視頻信號(hào)，除了空間和幅度離散化外，時(shí)間方向需要離散化嗎？計(jì)算機(jī)表示顏色也是用二進(jìn)制。16位色的發(fā)色總數(shù)是65536色24位色被稱為真彩色，它可以達(dá)到人眼分辨的極限，發(fā)色數(shù)是1677萬(wàn)多色，也就是2的24次方。但32位色就并非是2的32次方的發(fā)色數(shù)，它其實(shí)也是1677萬(wàn)多色，不過(guò)它增加了256階顏色的透明度，為了方便稱呼，就規(guī)定它為32位色。48圖像取樣和量化標(biāo)清高清超清超高清4950圖像Matlab讀取Matlab圖像讀取函數(shù)：imread(‘filename’)>>f=imread(‘filename’);文件讀取路徑：當(dāng)filename不包含路徑信息時(shí)，從當(dāng)前目錄中尋找并讀取圖像文件filename，若無(wú)有，則繼續(xù)在Matlab搜索路徑中尋找?？梢灾付窂剑?gt;>f=imread('D:\DIP2010\Myimages\水路.jpg');也可以從當(dāng)前工作目錄總名為myimages的子目錄中讀取文件

>>f=imread(‘.\Myimages\水路.jpg');Matlab6.5imread函數(shù)支持的圖像格式51圖像Matlab顯示Matlab圖像顯示函數(shù)：imshow(f,G)>>imshow(f,G)f是圖像數(shù)組，G是顯示該圖像的灰度級(jí)數(shù)。若G省略，則默認(rèn)灰度級(jí)為256；>>imshow(f,[lowhigh])小于等于low的值顯示為黑色，大于等于high的值顯示為白色，low和high之間的值將以默認(rèn)級(jí)數(shù)顯示。例如，圖像的讀取和顯示>>f=imread('水路.jpg');>>whosf>>imshow(f)當(dāng)要同時(shí)顯示多幅圖像時(shí)，可以使用figure函數(shù)，例如，imshow(f),figure,imshow(g)52圖像Matlab保存Matlab圖像保存函數(shù)：imwrite(f,’filename’)Filename必須包含函數(shù)能識(shí)別的文件格式擴(kuò)展名，如.jpg,.tif或者用第三個(gè)參數(shù)說(shuō)明文件格式例如：>>imwrite(f,'test.tif')

或>>imwrite(f,'test','tif')函數(shù)imwrtie可以有其他參數(shù)，具體取決于所選文件格式常用的文件格式為JPEG或TIFF格式常用但只適用于JPEG圖像的imwrite函數(shù)，其語(yǔ)法為：

imwrite(f,'filename.jpg','quality',q)

其中，q是表示圖像質(zhì)量的0~100之間的整數(shù)，q越小，圖像的退化就越嚴(yán)重。>>imwrite(f,'filename75.jpg','quality',75)>>imwrite(f,'filename5.jpg','quality',5)53圖像Matlab保存Q=75時(shí)JPEG圖像質(zhì)量Q=5時(shí)JPEG圖像質(zhì)量54圖像文件信息圖像文件信息：imfinfofilename其中filename是圖像文件名，結(jié)果顯示在屏幕上。例如：>>imfinfo水路.jpg輸出如下信息（注意，在這種情況下，有些域不包含信息）：

Filename:'水路.jpg'FileModDate:'26-Aug-201023:42:42'

FileSize:152572Format:'jpg‘FormatVersion:''

Width:878Height:1321BitDepth:24ColorType:'truecolor'FormatSignature:''Comment:{}其中，F(xiàn)ileSize以字節(jié)為單位。圖像寬度Width乘以高度Height，再乘以每像素比特?cái)?shù)BitDepth，然后除以8bit/byte，就得到原始圖像的字節(jié)數(shù)。用這個(gè)結(jié)果除以壓縮后的文件大小Filesize，就得到壓縮比：878×1321×24÷8÷152572=22.8倍55圖像文件信息圖像文件信息imfinfo的第二種用法：函數(shù)imfinfo的信息可賦給一個(gè)結(jié)構(gòu)變量，便于后續(xù)計(jì)算：

>>K=imfinfo(‘filename.jpg’);由imfinfo產(chǎn)生的信息附加到了形式為K域的結(jié)構(gòu)變量中，如圖像高度和寬度存在結(jié)構(gòu)域K.Height與K.Width中。例如：計(jì)算上述的壓縮比>>K=imfinfo('水路.jpg');>>image_bytes=K.Width*K.Height*K.BitDepth/8;>>compressed_bytes=K.FileSize;>>compression_ratio=ima