多媒体数字图像上PPT课件

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1、多媒体数字图象基础多媒体数字图象基础一、视觉媒体一、视觉媒体二、视觉系统二、视觉系统三、图象的颜色模型三、图象的颜色模型四、图像的种类四、图像的种类五、五、校正校正六、图像的文件格式六、图像的文件格式 多媒体媒体元素是指多媒体应用中可显示给用户的媒体组成。多媒体中的视觉媒体元素及特征动画视频图形图像图形图形（Graphic）一般指用计算机绘制的画面，如直线、圆、圆弧、矩形、任意曲线和图表等。图形的格式是一组描述点、线、面等几何图形的大小、形状及其位置、维数的指令集合。在图形文件中只记录生成图的算法和图上的某些特征点，因此也称矢量图。用于产生和编辑矢量图形的程序通常称为“draw ”程序。微机上

2、常用的矢量图形文件有：“.3DS”（用于 3D 造型）、“.DXF”（用于CAD）、“.WMF”（用于桌面出版）等等。由于图形只保存算法和特征点，因此占用的存储空间很小。但显示时需经过重新计算，因而显示速度相对慢些。图像 图像（Image）是指由输入设备捕捉的实际场景画面，或以数字化形式存储的任意画面。静止的图像是一个矩阵，阵列中的各项数字用来描述构成图像的各个点（称为像素点 pixel）的强度与颜色等信息。这种图像也称为位图（bit-mapped picture）。用于生成和编辑位图图像的软件通常称为“paint”程序。图像文件在计算机中的存储格式有多种，如 BMP、PCX、TIF、TGA、

3、GIF、JPG 等，一般数据量都较大。图像处理时要考虑三个因素：分辨率图像深度图像文件大小分辨率图像分辨率：数字化图像的大小，即该 图像的水平与垂直方向的 像素个数。图像深度图像深度（也称图像灰度、颜色深度）表示数字位图图像中每个像素上用于表示颜色的二进制数字位数。颜色深度颜色总数图像名称12单色图像416索引16 色图像8256索引256 色图像1665536HIColor 图像2416672216True Color 图像颜色深度与显示的颜色数目图像文件大小用字节表示图像文件大小时，一幅未经压缩的数字图像的数据量大小计算如下：图像数据量大小=像素总数图像深度8例如：一幅 640480 的

4、256 色图像为64048088=307200 字节动画是活动的画面，实质是一幅幅静态图像的连续播放。动画的连续播放既指时间上的连续，也指图像内容上的连续。计算机设计动画有两种：一种是帧动画，一种是造型动画。动画帧动画是由一幅幅位图组成的连续的画面，就如电影胶片或视频画面一样要分别设计每屏幕显示的画面。造型动画是对每一个运动的物体分别进行设计，赋予每个动元一些特征，然后用这些动元构成完整的帧画面。动元的表演和行为是由制作表组成的脚本来控制。存储动画的文件格式有FLC、MMM等视频视频是由一幅幅单独的画面序列（帧frame）组成，这些画面以一定的速率（fps）连续地投射在屏幕上，使观察者具有图像

5、连续运动的感觉。视频文件的存储格式有AVI、MPGMOV等。视频标准主要有NTSC制和PAL制两种。NTSC 标准为30fps，每帧525行。PAL 标准为25fps，每帧625行。视频的技术参数有：帧速数据量图像质量 视觉的彩色空间表示及转换 在多媒体计算机中，常常涉及到几种不同的色彩空间表示颜色。如计算机显示时采用RGB彩色空间；彩色印刷时采用CMYK彩色空间；彩色全电视信号数字化时采用YUV彩色空间；为了便于色彩处理和识别，视觉系统又经常采用HSI彩色空间。1.视觉系统描述：人们认为颜色似死觉系统对可见光的感知结果。可见光是波长在380nm780nm之间的电磁波，我们看到的大多数光不是一

6、种波长的光，而是由许多不同波长的光组合成的。2.人们在研究眼睛对颜色的感知过程普遍认为，人的视网膜有对红、绿、蓝三种颜色敏感程度不同的三种锥形体细胞，另外还有一种在光功率极端低的条件下才起作用的杆状体细胞，因此只存在于眼睛和大脑。在计算机图像处理中，杆状细胞还没有扮演什么角色。3.视觉系统对颜色的感知特性：（1）、眼睛本质上是一个照相机。（2）、红、绿和蓝三种锥体细胞对不同频率的光的感知程度不同，对不同亮度的感知程度也不同，这就意味着，人们可以使用数字图像处理技术来降低表示图像的数据量而不使人感到图像质量明显下降。（3）、自然界中的任何一种颜色都可以由R，G，B这三种之和来确定。多媒体视频系统

7、视觉系统对颜色的感知视觉系统对颜色的感知视觉系统对颜色的感知视觉系统对颜色和亮度的响应特性曲线（各个波长的光的强度相等）视觉系统对颜色的感知 上面的颜色响应曲线表明，人类眼睛对蓝光的灵敏度远远低于对红光和绿光的灵敏度。亮度响应曲线表明人眼对波长为550nm左右的黄绿色最为敏感。视觉系统对颜色的感知 许多具有不同光谱分布的光产生的视觉效果（颜色）是一样的。即光谱与颜色的对应是多对一的。光谱分布不同而看上去相同的两种颜色称为条件等色（匹配等色）。绝大部分可见光谱对眼睛的刺激效果都可以用红（700nm）、绿（546.1）、蓝（435.8nm）三色光按不同比例和强度的混合来等效表示。（三刺激理论）视觉

8、系统对颜色的感知匹配任意可见光所需的三原色光比例曲线视觉系统对颜色的感知视觉系统对颜色的感知视觉系统对颜色的感知从人的主观感觉角度，颜色包含三个要素：1、色调（hue）：色调反映颜色的类别，如红色、绿色、蓝色等。色调大致对应光谱分布中的主波长。视觉系统对颜色的感知2、饱和度（Saturation）饱和度是指彩色光所呈现颜色的深浅或纯洁程度。对于同一色调的彩色光，其饱和度越高，颜色就越深，或越纯；而饱和度越小，颜色就越浅，或纯度越低。高饱和度的彩色光可因掺入白光而降低纯度或变浅，变成低饱和度的色光。100%饱和度的色光就代表完全没有混入白光的纯色光。视觉系统对颜色的感知3、明亮度（luminan

9、ce）明亮度是光作用于人眼时引起的明亮程度的感觉。一般来说，彩色光能量大则显得亮，反之则暗。大量试验表明，人的眼睛能分辨128种不同的色调，1030种不同的饱和度，而对亮度非常敏感。人眼大约可以分辨35万种颜色。颜色模型颜色模型 颜色模型（color model）是用来精确标定和生成各种颜色的一套规则和定义。某种颜色模型所标定的所有颜色就构成了一个颜色空间。颜色空间通常用三维模型表示，空间中的颜色通常使用代表三个参数的三维坐标来指定 对于人来说，可以通过色调、饱和度和亮度来定义颜色（HSL颜色模型）；对于显示设备来说，可以用红、绿、蓝磷光体的发光量来描述颜色（RGB颜色模型）；对于打印设备来说

10、，可以使用青色、品红、黄色和黑色颜料的用量来指定颜色（CMYK颜色模型）。(1).计算机显视器RGB彩色空间 RGB 彩色空间又称加色法系统。RGB 彩色空间采用三种基本颜色，即 RGB(红，绿，蓝)。彩色显视器的输入需要RGB三个彩色分量，通过三个分量的不同比例配合，在显示屏幕上合成所需要的任意颜色，三种颜色均无时显示黑色。在RGB彩色空间，任意彩色光F，其配色方程可写成：F=rR+gG+bB其中，r、g、b为三色系数，rR、gG、bB为F色光的三色分量。任意一种色光，其色度可由相对色系数中的任意两个唯一的确定。(2).彩色印刷CMYK彩色空间 CMYK彩色空间又称减色法系统。彩色印刷采用靛

11、蓝、品红、黄色和黑色四种油墨印刷各种颜色，通常把这四种颜色简称CMYK。靛蓝、品红、黄色三种颜色混合在一起时应呈黑色。在现实中，把等量的靛蓝、品红、黄色油墨混合在一起产生不是黑色而是深棕色。因此又加入一些黑墨以打印真正的黑色。(3).彩色电视YUV和YIQ彩色空间现代彩色电视系统中，通常采用三管彩色摄像机或彩色电荷耦合器件摄像机，把摄得的彩色图像信号，经分色棱镜分成R0G0B0三个分量的信号，分别经放大和校正得到RGB信号，再经过矩阵变换电路得到亮度信号Y、色差信号R-Y和B-Y，最后发送端将Y、R-Y及B-Y三个信号进行编码，用同一信道发送出去。这就是常用的YUV彩色空间。多媒体计算机中采用

12、了YUV彩色空间，数字化后通常为YUV=844或者是YUV=822。美国、日本等国采用的NTSC制，选用了YIQ彩色空间，Y仍为亮度信号，I、Q仍为色差信号，但它们与U、V是不同的，其区别是色度矢量图中的位置不同。I、Q与V、U之间的关系可以表示成：I=Vcos33oUsin33oQ=Vsin33o+Ucos33o选择YIQ彩色空间的好处是，人眼的彩色视觉特性表明，人眼分辨红、黄之间颜色变化的能力最强，而分辨蓝与紫之间颜色变化的能力最弱。在色度矢量图中，人眼对于处在红、黄之间，相角为123o的橙色及其相反方向相角为303o的青色，具有最大的彩色分辨力。(4).HSI彩色空间 在HSI彩色空间中

13、，人们常用H、S、I参数描述颜色特性，其中H表示色调，S表示颜色的饱和度，I表示光的强度。HSI彩色空间能够减少彩色图像处理的复杂性，而且更接近人对色彩的认识和解释。理论上绝大部分可见光谱都可用红、绿和蓝(RGB)三色光按不同比例和强度的混合来表示。颜色CR(红色的百分比)G(绿色的百分比)B(蓝色的百分比)RGB模型称为相加混色模型，用于光照、视频和显示器。例如，显示器通过红、绿和蓝荧光粉发射光线产生彩色。RGB颜色模型CMYK颜色模型 在理论上，绝大多数颜色都可以用三种基本颜料（青色cyan、品红magenta、和黄色yellow）按一定比例混合得到。理论上，青色、品红和黄色三种基本色素等量混合能得到黑色。但实际上，因为所有打印油墨都会包含一些杂质，这三种油墨混合实际上产生一种土灰色，必须与黑色(K)油墨混合才能产生真正的黑色，所以再加入黑色作为基本色形成CMYK颜色模型。CMYK模型称为相减混色模型。颜色模型对比