第3章 數字圖像信息處理

3.1色彩基礎知識3.2圖像處理基礎3.3圖像處理軟件PhotoshopCC第3章數字圖像信息處理3.1.2色彩模式3.1.1色彩3.1色彩基礎知識3.1.1色彩色彩就是當光線照射到物體后使視覺神經產生的感受。認識色彩

色彩的產生重要是因為人眼接收來自物體表面或內部對于光源的反射或透射，因此色彩是由光、物體特性與人眼視覺機構等3大因素所涵蓋。1色彩三要素色相、明度、飽和度色相：不同波長的光刺激所引起的不同顏色心理反應。明度：光作用于人眼時所引起的明亮程度的感覺。飽和度：是指顏色的純度，或者說顏色的深淺程度，即摻入白光的程度。例如，當紅色加進白光后，由于飽和度降低，紅色被沖淡成粉紅色。2色彩三原色色彩三原色也叫三基色，是根據人眼對彩色視覺的大量實驗得出的?；腔楠毩⒌膯紊?，任一基色都不能由其他兩種基色混合產生。選擇紅、綠、藍三種互相獨立的基色，按照不同比例組合，可以配出自然界中的各種顏色。3色彩對比色彩對比是圖像處理常用的手法，目的在于突出主題或核心文字、標志以及陪襯出畫面的內容和意圖等。色彩對比包括明度對比、色相對比、純度對比、冷暖對比、補色對比、黑白灰對比、色彩的面積大小對比等。通常情況下，色彩對比主要指色彩的冷暖對比。圖像畫面從色調上劃分，可分為冷調和暖調兩大類。紅、橙、黃為曖調，青、藍、紫為冷調，綠為中間調，不冷也不暖。圖像中暖色調有前進感，冷色調有后退感。色彩對比的規(guī)律是：在暖色調的環(huán)境中，冷色調的主體醒目，在冷調的環(huán)境中，暖調主體最突出。4色彩情感

色彩情感指不同波長色彩的光信息作用于人的視覺器官，通過視覺神經傳入大腦后，經過思維，與以往的記憶及經驗產生聯想，從而形成一系列的色彩心理反應。

內容色彩具體事物的類似性抽象心情的象征性紅火、鮮血、紅旗熱情、喜慶、幸福、革命、活力橙橙子、桔子、木瓜、晚霞、秋葉溫情、活潑、甜美、明朗、時尚黃檸檬、香蕉、油菜花、糕點、黃金光明、高貴、輕快、希望、智慧綠草地、森林、綠葉青春、新鮮、清爽、安靜、和平藍大海、天空平靜、理智、清潔、沉默、透明紫葡萄、茄子高貴、神秘、優(yōu)雅、尊嚴、壓迫白白云、白雪、白紙純潔、高雅、衛(wèi)生、神圣、明快黑煤炭、黑發(fā)、墨、黑夜深沉、嚴肅、死亡、剛健、冷淡灰霧霾天氣、混泥土、冬天的天空中庸、平凡、憂郁、沉默、絕望顏色色彩聯想表5顏色深度指存儲每個像素顏色所用的位數，決定彩色圖像的每個像素可能有的顏色數，或者確定灰度圖像的每個像素可能有的的灰度級別。常用的色彩深度有1位、8位、24位和32位。一個1位的圖像包含多少種顏色？一幅圖像的顏色深度為8位，則可以顯示的顏色數目是多少？一幅彩色圖像的每個像素由R、G、B三個分量表示，若每個分量用8位，則每個像素的顏色范圍是多少？3.1.2色彩模式

像素顏色的合成方法，是色彩的表達形式，用于描述和重現色彩。色彩模式

用于表現顏色的一種數學算法，是一種將顏色表示為一組數字的抽象的數學模型。不同的應用領域使用不同的色彩模式。幾種常見的色彩模式：RGB模式CMYK模式Lab模式HSB模式位圖模式灰度模式索引顏色模式雙色調模式多通道模式3.2.2圖像的特點3.2.1圖像的基本概念3.2圖像處理基礎3.2.3圖像的基本類型3.2.4灰度圖與彩色圖3.2.5像素與分辨率3.2.6圖像數據量3.2.7圖像文件格式3.2.1

圖像的基本概念什么是圖像？一個區(qū)域內帶有屬性的像素點集合。數據來源：由輸入設備捕捉的實際場景畫面?？臻g圖像函數的表示方法：G=f（x,y,z,λ,t）實際圖像是連續(xù)的，計算機只能處理離散的數字圖像，所以要對連續(xù)圖像采樣和量化以得到離散的數字圖像。圖像3.2.2

圖像的特點

圖像是由一些排列的像素組成的，在計算機中的存儲格式一般數據量比較大。它除了可以表達真實的照片外，也可以表現復雜繪畫的某些細節(jié)，并具有靈活、富有創(chuàng)造力等特點。3.2.3

圖像的基本類型

圖像，來至于主觀世界，由人主觀制造出來的作品，例如照片、圖紙和人們創(chuàng)作的各種美術作品等，對于這一類圖，只能靠使用掃描儀、數字照相機或攝像機進行數字化輸入后，才能由計算機進行間接處理。3.2.4

灰度像與彩色圖

灰度圖和彩色圖灰度圖：指圖像色彩是由黑色到白色逐漸變化的灰度構成?；叶燃墸汉谏桨咨g的灰色分為不同的級別。常用的灰度級有二級，256級。單色圖像：只有黑白兩種顏色的圖像。彩色圖像：按顏色的數目來劃分，可分為256色和真彩色。640*480單色灰度圖像，容量為37.5kB640*480，256級灰度圖像，容量為300kB640*480真彩色圖像，容量為900kB3.2.5

像素與分辨率影響圖像的質量?

顯示屏上能夠顯示出的像素數目。屏幕能夠顯示的像素越多，說明顯示設備的分辨率越高，顯示圖像質量也越高。例如，顯示分辨率為640*480，1920*1080，3840*2160等。

圖像中每單位打印長度顯示的像素數目，通常用像素/英寸表示?；蚴且环鶊D像在橫向和縱向上的像素數目乘積來表示。一幅圖的像素密度越高，則圖像的分辨率越高，圖像越逼真。例如，圖像分辨率72dpi(每英寸點數），1024*768顯示分辨率圖像分辨率圖像文件大小的計算公式：文件字節(jié)數=圖像分辨率*圖像深度/8例如，一幅圖像分辨率為640*480的24位真彩色圖像的文件大小為：640*480*24/8=921，600字節(jié)圖像分辨率3.2.6

圖像數據量

圖像數據量，即為圖像文件的大小，是指磁盤上存儲整幅圖像所占的字節(jié)數。

圖像數據大小可用下面的公式來估算：圖像數據量=圖像分辨率（寬×高）×顏色深度/8（Byte）例如，一副800×600的真彩色圖像，未壓縮的原始數據量為：800×600×24/8=1440000B=1440KB3.2.7

圖像文件格式圖像在存儲媒體中存儲的格式，稱為文件格式。圖像文件的存儲格式有：BMP、JPG

/JPEG、GIF、PSD、PNG、TIFF、PDF等。3.3圖像處理軟件PhotoshopCCPhotoshopCC是Adobe公司開發(fā)并不斷推陳出新的圖像處理軟件，它支持真彩色和灰度模式的圖像，可以針對圖像進行多種操作，如復制、粘貼、修飾、色彩調整、編輯、創(chuàng)建、合成、分色與濾鏡等，并給出了許多增強圖像的特殊手段，可廣泛地應用于美術設計、廣告制作、計算機圖像處理、旅游風光展示等領域，是計算機數字圖像處理的有力工具。3.3.2PhotoshopCC操作3.3.1PhotoshopCC工作界面3.3圖像處理軟件PhotoshopCC3.3.1PhotoshopCC工作界面3.3.2PhotoshopCC操作PhotoshopCC操作詳見教材：打開PhotoshopCC軟件以后，先詳細的介紹各個工具和功能模塊的使用，然后按照教材的詳細案例進行操作。思考與練習1.當紅光摻入白光之后，其色相、飽和度和亮度分別有什么變化？2.什么是色彩三要素，它的基本性質是什么？3.什么是三基色原理？任何三種顏色都可以作為基色嗎？4.構成位圖圖像的基本單位是什么？5.什么是圖像，它的基本特點是什么？6.位圖圖像的主要屬性是什么？