多媒体技术/图像处理基础知识

数字图像处理的主要内容编辑

图像处理研究的内容包括图像的采集、图像增强、图像复原、图像重建、图像编码与压缩、图像分割以及图像识别和图像理解。

图像的技术参数编辑

分辨率编辑

分辨率是影响图像质量的最基本的参数之一。一般情况下,主要从两个方面来考虑分辨率。

显示分辨率编辑

显示分辨率是指在一定显示方式下,显示设备上用于显示图像的最大区域的范围,一般以水平像素点×垂直像素点来表示。例如1024×768,表示显示器屏幕的水平方向是1024个像素,垂直方向有768个像素。

需要说明的是,显示分辨率有最大显示分辨率和当前显示分辨率之分。最大显示分辨率由显示设备的物理参数所限制,一般是由显示器和显卡决定的。

图像分辨率编辑

图像分辨率是指组成一幅图像的像素数目,一般也是以水平像素点×垂直像素点来表示。图像分辨率的另一种度量方法是用每英寸多少点(Dot Per Inch,DPI)来表示的,即通过一幅图像的像素密度来度量图像的分辨率。一般情况下,DPI表示方法在图像的扫描中使用得比较多。当然,这两种度量方法都是度量值越大,图像的质量越高。

另外,图像分辨率与显示分辨率是两个不同的概念。比如,当显示分辨率为800×600时,如果一幅图像的图像分辨率为1024×768,那么显示器的屏幕就不能将这幅图像显示完全。而如果图像的分辨率是400×300,那么这幅图像在显示器的屏幕上就可以完全显示,且在水平与垂直方向上各占据了一半的空间。另外,图像分辨率越高,意味着每英寸所包含的像素点越高,图像就有越多的细节,颜色过渡就越平滑。图像分辨率和图像文件的大小之间有着密切的关系,图像分辨率越高,所包含的像素点越多,也就是图像的信息量越大,因而文件就越大。

实际上,除了这两种主要的分辨率之外,还有其他一些分辨率:

  • 像素分辨率:指一个像素点的宽与长之比。不同的像素长宽比会使图像的显示效果不一样。当显示分辨率发生变化时,系统都会自动对像素分辨率进行调整。
  • 扫描分辨率:表示扫描仪输入图像的细微程度,单位是DPI。数值越大,表示被扫描的图像转化为数字化图像越逼真,扫描仪的质量就越好。
  • 打印分辨率:一般指打印机输出图像的技术指标,由打印头每英寸输出的点数决定,单位也是DPI,高清晰度的打印超过600DPI。

图像深度编辑

在描述一幅图像时,图像中每个像素的值都是由若干位二进制数表示的。这个二进制数的位数越多,表示这个像素或这幅图像所能显示的颜色数就越多,因此,这个位数就被称为图像深度。实际上,这是图像在被数字化的过程中进行量化的结果,这个位数也称为量化位数。如果一个像素用8位二进制数表示,那么彩色图像所能表示的颜色数就是28=256种,或者是黑白图像的灰度级就是256级。

颜色类型编辑

在图像素材中,颜色是其中非常重要的一个属性。图像颜色的表示是不唯一的,而且往往用三维空间来表示,如RGB颜色空间等。在颜色类型中,一般主要有三种类型:

  • 真彩色:指图像中每个像素值都是由R(红)、G(绿)、B(蓝)三个基色分量组成的。每个基色分量将直接决定其基色的强度。真彩色的图像深度为24,即R、G、B三个分量分别用8位二进制数来表示各基色的强度,这样共表示16777216种颜色。
  • 伪彩色:指通过查找映射的方法产生的色彩。在伪彩色中,每个像素的值实际是一个索引值或代码值,这个值是颜色查找表(Color Look-Up Table,CLUT)中的入口地址,然后根据这个地址在表中找到它对应的R、G、B的分量值,最后再形成颜色。
  • 调配色:它是通过每个像素点的R、G、B分量分别作为单独的索引值,进入相应的颜色查找表中找到各自的基色强度,然后再用变换后的R、G、B强度值产生色彩。

图像的数据量编辑

图像的数据量,也称图像的容量,即图像在存储器中所占的空间,单位是字节。图像的数据量与很多因素有关,如色彩的数量、画面的大小、图像的格式等。图像的画面越大、色彩数量越多,图像的质量就越好,文件的容量也就越大,反之则越小。一幅图像数据量的大小与图像的分辨率和图像的深度成正比。
计算机图像的容量是在多媒体系统设计时必须考虑的问题。尤其在网页制作方面,图像的容量关系着下载的速度,图像越大,下载越慢。这时就要在不损失图像质量的前提下,尽可能地减小图像容量,以在保证质量和下载速度之间寻找一个较好的平衡点。