多媒体技术及应用基础第1章多媒体技术概述.ppt
第3章 图像处理技术(2),西安交通大学计算机教学实验中心,Page 2,数字图像,图像数字化 采样:把一幅连续图像在空间上分割成MN个网格，每个网格用一亮度值来表示。采样使连续图像在空间上离散化，但采样点上图像的亮度值还是某个幅度区间内连续分布的.量化:每个网格上只能用一个确定的亮度值表示。每一个采样的小方块内的灰度值相同。把采样点上对应的亮度连续变化区间转换为有限个特定数的过程，称之为量化。,Page 3,图像数字化实例,57*55/3位,原图,采样,量化,Page 4,说明：,以上是用一幅灰度图做的例子，如果是一幅彩色图像，各点的数值还应当反映出色彩的变化。,Page 5,图像文件的大小,例3-3：计算上图占用的存储空间。解：上图使用了一个5755的矩阵存储图像，假设矩阵中每个元素使用一个字节来存储，则存储空间为：57*55*1=3135 Byte如果是彩色图像，需要分别存储R、G、B 3个分量，则存储空间为：3135*3=9405 Byte,Page 6,主流数字图像文件格式,BMP图像文件,1,GIF文件格式,2,TIFF文件格式,3,PNG文件格式,4,JPEG文件格式,5,Page 7,BMP图像文件,Windows采用的图形文件格式，在Windows环境下运行的所有图像处理软件都支持BMP图像文件格式。Windows系统内部各图像绘制操作都是以BMP为基础的。,BMP位图文件默认的文件扩展名是BMP或者bmp。文件可以包含每个像素;有1位、4位、8位或24位的图像。,Page 8,GIF文件格式,GIF(Graphics Interchange Format，图形交换格式)GIF图像是基于颜色列表的（存储的数据是该点的颜色对应于颜色列表的索引值），最多支持8位（256色）。GIF文件内部分成许多存储块，用来存储多幅图像或者是决定图像表现行为的控制块，用以实现动画和交互式应用。GIF文件还通过LZW压缩算法压缩图像数据来减少图像尺寸。,字典式无损压缩编码,Page 9,TIFF文件格式,TIFF是“Tag Image File Format”的缩写，是由Aldus公司与微软公司共同开发设计的图像文件格式。优点是适合于广泛的应用程序，以及它与计算机的结构、操作系统和图形硬件无关。可以处理黑白、灰度和彩色图像，允许用户针对扫描仪、监视器或打印机的独特性能进行调整。TIFF格式不易过时，对媒体之间的数据交换，TlFF是位图模式的最佳选择之一。TIFF允许多达48位的色彩分辨（R、G、B各16位）,Page 10,PNG格式,PNG(Portable Network Graphic,可移植的网络图像)是为了适应网络数据传输而设计的一种图像文件格式 特点：提供Alpha通道控制图像的透明度、支持Gamma校正机制用来调整图像的亮度等。增加了下列GIF文件格式所没有的特性 每个像素为48位的真彩色图像 每个像素为16位的灰度图像 使用循环冗余码检测破损的文件 加快图像显示的逐次逼近显示方式,Page 11,其它图像文件格式,PDF(Portable Document Format，可移植文档格式）是Postscript打印语言的变种，不管创建源文档时使用的是哪些应用程序和平台，它均可以保留任何源文档的字体、图像、图形和版面设置。均可用adobe reader 游览，与硬件字库无关。PSD格式 Photoshop的自定义格式，专门针对Photoshop的功能和特征进行优化。psd格式保存了每个可以在Photoshop中应用的属性，包括：图层、额外通道和文件信息等.,Page 12,静态图像压缩标准JPEG,JPEG(Joint Photographic Experts Group)是一个由 ISO和IEC两个组织机构联合组成的专家组，负责制定静态的数字图像数据压缩编码标准，这个专家组开发的算法称为JPEG算法，并且成为国际上通用的标准（ISO/IEC10918 号标准“多灰度连续色调静态图像压缩编码”），又称为JPEG标准。JPEG是一个适用范围很广的静态图像数据压缩标准，既可用于灰度图像又可用于彩色图像,Page 13,JPEG压缩算法简介,两种基本的压缩算法以离散余弦变换(Discrete Cosine Transform，DCT)为基础的有损压缩算法，以预测技术为基础的无损压缩算法。有损压缩利用人的视觉特性，25:1的压缩比可以得到很好的质量,Page 14,JPEG压缩算法特点,参数化的解码器,可大范围调节压缩/质量比JPEG算法与彩色空间无关 硬件要求低,Page 15,DCT变换实例,彩色图像，高645像素，宽600像素。在计算机中存储为3个矩阵，每个矩阵为645600，各存储了R、G、B3个分量信息,Page 16,变换后矩阵的左上角是图像的低频部分，越靠近右下角，频率越高。人的眼睛对高频部分是不敏感的。可以舍弃图像中的高频部分而基本上不影响图像质量。,Page 17,保留的低频部分和重构的图,原图,Page 18,增大高频部分的舍弃范围1,保留部分 258240,Page 19,增大高频部分的舍弃范围2,保留部分 130120,Page 20,增大高频部分的舍弃范围3,保留部分 6560,Page 21,去掉少量的低频部分对图像的影响,将矩阵A的前15行和列置为0,
