数字图像处理基本概念
數字圖像:每一個數字圖像都是一個像素點矩陣,這個矩陣包含所有像素點的強度值
像素點:最小的圖像單元,一張圖像由好多的像素點組成。像素就是圖像的尺寸
位圖:也稱點陣圖,它是由許多點組成的,這些點稱為像素。當許多不同顏色的點組合在一起后,便構成了一副完整的圖像。 位圖可以記錄每一個點的數據信息,從而精確地制作色彩和色調變化豐富的圖像。但是,由于位圖圖像與分辨率有關,它所包含的圖像像素數目是一定的,若將圖像放大到一定程度后,圖像就會失真,邊緣出現鋸齒。
灰度:表示圖像像素明暗程度的數值,也就是黑白圖像中點的顏色深度。若灰度級為256,灰度值的范圍一般從0到255,白色為255 ,黑色為0。灰度值指的是單個像素點的亮度,灰度值越大表示越亮。灰度級表明圖像中不同灰度的最大數量灰度級越大,圖像的亮度范圍越大。在單色圖中, intensity 是 強度? gray scale 是灰度。而強度一般由光源的能量和物體反射能量的比例的乘積決定,所以如果能量很低,顏色就很暗,極限就是能量為0,是黑色,而能量很大,就很亮,最大為255白色。
通道:把圖像分解成一個或多個顏色成分;①單通道:一個像素點只需一個數值表示,只能表示灰度,0為黑色;?②三通道:RGB模式,把圖像分為紅綠藍三個通道,可以表示彩色,全0表示黑色;③四通道:在RGB基礎上加上alpha通道,表示透明度,alpha=0表示全透明
深度:深度即位數(比特數)①位深:一個像素點所占的總位數,也叫像素深度、圖像深度等,其中位深?=?通道數?×?每個通道所占位數??②256色圖:n位的像素點可以表示2^n種顏色,稱2^n色圖,n=8時為256色圖?③8位RGB與8位圖:前者的位數指每個通道所占的位數,后者指整個像素點共占的位數,其中8位RGB是一個24位圖,也稱為真彩
對比度:指不同顏色之間的差別。對比度越大,不同顏色之間的反差越大,即所謂黑白分明,對比度過大,圖像就會顯得很刺眼。對比度越小,不同顏色之間的反差就越小。對比度=最大灰度值/最小灰度值
亮度:指照射在景物或圖像上光線的明暗程度。圖像亮度增加時,就會顯得耀眼或刺眼,亮度越小時,圖像就會顯得灰暗。
色相:顏色,調整色相就是調整景物的顏色,例如,彩虹由紅、橙、黃、綠、青、藍、紫七色組成,那么它就有七種色相。顧名思義即各類色彩的相貌稱謂,如大紅、普藍、檸檬黃等。色相是色彩的首要特征,是區別各種不同色彩的最準確的標準。事實上任何黑白灰以外的顏色都有色相的屬性,而色相也就是由原色、間色和復色來構成的
色調:各種圖像色彩模式下原色的明暗程度,級別范圍從0到255,共256級色調。例如對灰度圖像,當色調級別為255時,就是白色,當級別為0時,就是黑色,中間是各種程度不同的灰色。在RGB模式中,色調代表紅、綠、藍三種原色的明暗程度,對綠色就有淡綠、淺綠、深綠等不同的色調。色調是指色彩外觀的基本傾向。在明度、純度、色相這三個要素中,某種因素起主導作有用,可以稱之為某種色調
飽和度:指圖像顏色的濃度。飽和度越高,顏色越飽滿,即所謂的青翠欲滴的感覺。飽和度越低,顏色就會顯得越陳舊、慘淡,飽和度為0時,圖像就為灰度圖像。可以通過調整電視機的飽和度來進一步理解飽和度的概念。
頻率:灰度值變化劇烈程度的指標,是灰度在平面空間上的梯度。低頻就是顏色緩慢地變化,也就是灰度緩慢地變化,就代表著那是連續漸變的一塊區域,這部分就是低頻。?高頻就是頻率變化快,即相鄰區域之間灰度相差很大,這就是變化得快。圖像中,一個影像與背景的邊緣部位的頻率高,即高頻顯示圖像邊緣。圖像的細節處也是屬于灰度值急劇變化的區域,正是因為灰度值的急劇變化,才會出現細節。另外噪聲(即噪點)也是這樣,在一個像素所在的位置,之所以是噪點,就是因為它與正常的點顏色不一樣了,灰度有了快速地變化。固有“圖像的低頻是輪廓,高頻是噪聲和細節”。
空域:也叫空間域,即所說的像素域,在空域的處理就是在像素級的處理,如在像素級的圖像疊加。通過傅立葉變換后,得到的是圖像的頻譜。表示圖像的能量梯度。
頻域:?也叫頻率域,任何一個波形都可以分解成多個正弦波之和。每個正弦波都有自己的頻率和振幅。所以任意一個波形信號有自己的頻率和振幅的集合。頻率域就是空間域經過傅立葉變換的信號
圖像分辨率:每英寸圖像內的像素點數。分辨率越高,像素的點密度越高,圖像越逼真。
空間分辨率:圖像中可辨別的最小細節的度量,如果一幅圖像的尺寸為MxN,表明在成像時采集了MxN個樣本,空間分辨率是MxN。
灰度分辨率:在灰度級中可分辨的最小變化,在數字圖像處理教程中,灰度分辨率指的是色階,色階是表示圖像亮度強弱的指數標準,也就是我們說的色彩指數。灰度分辨率指亮度,和顏色無關,但最亮的只有白色,最不亮的只有黑色。
顏色空間(也稱為“顏色模型”):描述顏色的三維空間坐標系,一個顏色定義為顏色空間的一個點。
1.灰度模式:“灰度”模式可以表現出豐富的色調,但是也只能表現黑白圖像。“灰度”模式圖像中的像素是由8位的分辨率來記錄的,能夠表現出256種色調,從而使黑白圖像表現的更完美。灰度模式的圖像只有明暗值,沒有色相和飽和度這兩種顏色信息。其中,0%為黑色,100%為白色,K值是用來衡量黑色油墨用量的。使用黑白和灰度掃描儀產生的圖像常以灰度模式顯示。
2.位圖模式:“位圖”模式的圖像又叫黑白圖像,它用黑、白兩種顏色值來表示圖像中的像素。其中的每個像素都是用1 bit的位分辨率來記錄色彩信息的,占用的存儲空間較小,因此它要求的磁盤空間最少。位圖模式只能制作出黑、白顏色對比強烈的圖像。如果需要將一副彩色圖像轉換成黑白顏色的圖像,必須先將其轉換成“灰度”模式的圖像,然后再轉換成黑白模式的圖像,即“位圖”模式的圖像。
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總結
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