多媒體技術/圖像處理基礎知識

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數字圖像處理的主要內容[編輯]

圖像處理研究的內容包括圖像的採集、圖像增強、圖像復原、圖像重建、圖像編碼與壓縮、圖像分割以及圖像識別和圖像理解。

圖像的技術參數[編輯]

解像度[編輯]

解像度是影響圖像質量的最基本的參數之一。一般情況下,主要從兩個方面來考慮解像度。

顯示解像度[編輯]

顯示解像度是指在一定顯示方式下,顯示設備上用於顯示圖像的最大區域的範圍,一般以水平像素點×垂直像素點來表示。例如1024×768,表示顯示器屏幕的水平方向是1024個像素,垂直方向有768個像素。

需要說明的是,顯示解像度有最大顯示解像度和當前顯示解像度之分。最大顯示解像度由顯示設備的物理參數所限制,一般是由顯示器和顯示卡決定的。

圖像解像度[編輯]

圖像解像度是指組成一幅圖像的像質數目,一般也是以水平像素點×垂直像素點來表示。圖像解像度的另一種度量方法是用每英寸多少點(Dot Per Inch,DPI)來表示的,即通過一幅圖像的像素密度來度量圖像的解像度。一般情況下,DPI表示方法在圖像的掃描中使用得比較多。當然,這兩種度量方法都是度量值越大,圖像的質量越高。

另外,圖像解像度與顯示解像度是兩個不同的概念。比如,當顯示解像度為800×600時,如果一幅圖像的圖像解像度為1024×768,那麼顯示器的屏幕就不能將這幅圖像顯示完全。而如果圖像的解像度是400×300,那麼這幅圖像在顯示器的屏幕上就可以完全顯示,且在水平與垂直方向上各佔據了一半的空間。另外,圖像解像度越高,意味着每英寸所包含的像素點越高,圖像就有越多的細節,顏色過渡就越平滑。圖像解像度和圖像文件的大小之間有着密切的關係,圖像解像度越高,所包含的像素點越多,也就是圖像的信息量越大,因而文件就越大。

實際上,除了這兩種主要的解像度之外,還有其他一些解像度:

  • 像素解像度:指一個像素點的寬與長之比。不同的像素長寬比會使圖像的顯示效果不一樣。當顯示解像度發生變化時,系統都會自動對像素解像度進行調整。
  • 掃描解像度:表示掃描儀輸入圖像的細微程度,單位是DPI。數值越大,表示被掃描的圖像轉化為數碼化圖像越逼真,掃描儀的質量就越好。
  • 打印解像度:一般指打印機輸出圖像的技術指標,由打印頭每英寸輸出的點數決定,單位也是DPI,高清晰度的打印超過600DPI。

圖像深度[編輯]

在描述一幅圖像時,圖像中每個像素的值都是由若干位二進制數表示的。這個二進制數的位數越多,表示這個像素或這幅圖像所能顯示的顏色數就越多,因此,這個位數就被稱為圖像深度。實際上,這是圖像在被數碼化的過程中進行量化的結果,這個位數也稱為量化位數。如果一個像素用8位二進制數表示,那麼彩色圖像所能表示的顏色數就是28=256種,或者是黑白圖像的灰度級就是256級。

顏色類型[編輯]

在圖像素材中,顏色是其中非常重要的一個屬性。圖像顏色的表示是不唯一的,而且往往用三維空間來表示,如RGB顏色空間等。在顏色類型中,一般主要有三種類型:

  • 真彩色:指圖像中每個像素值都是由R(紅)、G(綠)、B(藍)三個基色分量組成的。每個基色分量將直接決定其基色的強度。真彩色的圖像深度為24,即R、G、B三個分量分別用8位二進制數來表示各基色的強度,這樣共表示16777216種顏色。
  • 偽彩色:指通過查找映射的方法產生的色彩。在偽彩色中,每個像素的值實際是一個索引值或代碼值,這個值是顏色查找表(Color Look-Up Table,CLUT)中的入口地址,然後根據這個地址在表中找到它對應的R、G、B的分量值,最後再形成顏色。
  • 調配色:它是通過每個像素點的R、G、B分量分別作為單獨的索引值,進入相應的顏色查找表中找到各自的基色強度,然後再用變換後的R、G、B強度值產生色彩。

圖像的數據量[編輯]

圖像的數據量,也稱圖像的容量,即圖像在存儲器中所佔的空間,單位是字節。圖像的數據量與很多因素有關,如色彩的數量、畫面的大小、圖像的格式等。圖像的畫面越大、色彩數量越多,圖像的質量就越好,文件的容量也就越大,反之則越小。一幅圖像數據量的大小與圖像的解像度和圖像的深度成正比。
計算機圖像的容量是在多媒體系統設計時必須考慮的問題。尤其在網頁製作方面,圖像的容量關係着下載的速度,圖像越大,下載越慢。這時就要在不損失圖像質量的前提下,儘可能地減小圖像容量,以在保證質量和下載速度之間尋找一個較好的平衡點。