2数字图像基础 赵国庆博士 guoqingzh@163.com 北京师范大学教育技术学院 http://set.bnuedu.cn 北京师范大学知识科学与工程研究所 http://ksei.bnu.edu.cn
2 数字图像基础 赵国庆 博士 guoqingzh@163.com 北京师范大学教育技术学院 http://set.bnu.edu.cn 北京师范大学知识科学与工程研究所 http://ksei.bnu.edu.cn
内容提要 颜色形成原理 色调 颜色三要素 亮度 图像数据量 1颜色及 饱和度 有损压缩 图像压缩 色彩模型 RGB模型 无损压缩 4数字图像 CMYK模型 BMP 的存储 色彩模型 YIQ模型 GIF 图形图像基础 图像文件格式 YUV模型 JPG 采样 数字化过程 量化 矢量图与点阵图 3数字图像 灰度图与彩色图 的分类 2图像的 编码 数字化 分辨率 数字图像基本属性 像素深度 彩色类型 D
内容提要
1颜色及色彩模型
1 颜色及色彩模型
颜色的形成原理—光的本质 从本质上讲,光是一种电磁波 波长(cm) 104010310°104102110210410 谢线紫外红外微波无线电波 X射线可见光
颜色的形成原理——光的本质 ⚫ 从本质上讲,光是一种电磁波
颜色的形成原理—光的本质 ●颜色是视觉系统对可见光的感知结果。 ●我们通常所说的光是指可见光,它们是波长在 380nm-780nm之间的电磁波 ●在自然界中,人们看到的大多数光不是单一波长的波, 而是由多种不同波长的波组合而成的。我们将光谱中 不能再分解的光称为单色光,由单色光组合而成的光 称为复色光。 ●常见的光的波长与颜色的对应关系如表所示。 颜色 红橙 黄 绿 青 蓝 紫 波长(m)700620 580 546 480 436 380
颜色的形成原理——光的本质 ⚫ 颜色是视觉系统对可见光的感知结果。 ⚫ 我们通常所说的光是指可见光，它们是波长在 380nm-780nm之间的电磁波。 ⚫ 在自然界中，人们看到的大多数光不是单一波长的波， 而是由多种不同波长的波组合而成的。我们将光谱中 不能再分解的光称为单色光，由单色光组合而成的光 称为复色光。 ⚫ 常见的光的波长与颜色的对应关系如表所示。 颜色 红 橙 黄 绿 青 蓝 紫 波长（nm） 700 620 580 546 480 436 380
颜色的形成原理—光的本质 ●人们获取的信息的70%来自视觉系统 研究表明,人的视网膜有对红(Red)、绿( Green)、蓝(Bue颜色敏感程度不同的三种锥 体细胞,另外还有一种在光功率极端低的条件 下才起作用的杆状细胞,因此颜色只存在于眼 睛和大脑。 由于红、绿、蓝三种颜色可以混合而成自然界 的任何一种颜色,因此被称为三基色
颜色的形成原理——光的本质 ⚫ 人们获取的信息的70％来自视觉系统 ⚫ 研究表明，人的视网膜有对红（Red）、绿( Green)、蓝(Blue)颜色敏感程度不同的三种锥 体细胞，另外还有一种在光功率极端低的条件 下才起作用的杆状细胞，因此颜色只存在于眼 睛和大脑。 ⚫ 由于红、绿、蓝三种颜色可以混合而成自然界 的任何一种颜色，因此被称为三基色
颜色的形成原理 人的视觉系统对颜色的感知可归纳出如下几个特 性: ●眼睛本质上是一个照相机 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 ●自然界中的任何一种颜色都可以由R、G、B 这3种颜色值之和来确定
颜色的形成原理 人的视觉系统对颜色的感知可归纳出如下几个特 性： ⚫ 眼睛本质上是一个照相机 ⚫ 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 ⚫ 自然界中的任何一种颜色都可以由R、G、B 这3种颜色值之和来确定
颜色三要素 ●色彩可以用色调、亮度和饱和度来描述。人眼 看到的任何一种颜色都是都三个特性的综合效 果。因此这三个特性被称为色彩的三要素。 ●三要素中,色调由光波的波长决定,亮度和饱 和度与光波的振幅有关
颜色三要素 ⚫ 色彩可以用色调、亮度和饱和度来描述。人眼 看到的任何一种颜色都是都三个特性的综合效 果。因此这三个特性被称为色彩的三要素。 ⚫ 三要素中，色调由光波的波长决定，亮度和饱 和度与光波的振幅有关
颜色三要素—色调 ●色调表示光的颜色,决定于光的波长。自然界中的七 色光分别对应着不同的色调,而每种色调又分别对应 着不同的波长。 色调用红、橙、黄、绿、青、蓝、紫来表示,而黑、 白、灰无色彩 色调有一个基本顺序:红(Red)、橙( Orange. 黄( Yellow)、绿(Gren)、青(cyan、蓝(lue、 紫( Magenta)在这个次序中,人们混合相邻颜色时, 能够得到这两种颜色之间连续变化的色调
颜色三要素——色调 ⚫ 色调表示光的颜色，决定于光的波长。自然界中的七 色光分别对应着不同的色调，而每种色调又分别对应 着不同的波长。 ⚫ 色调用红、橙、黄、绿、青、蓝、紫来表示，而黑、 白、灰无色彩。 ⚫ 色调有一个基本顺序：红（Red）、橙（Orange）、 黄（Yellow）、绿（Green）、青(Cyan)、蓝(Blue)、 紫(Magenta)。在这个次序中，人们混合相邻颜色时， 能够得到这两种颜色之间连续变化的色调
颜色三要素—色调(2) 按照不同的色调按红、橙、黄、绿、 青、蓝、紫的顺序衔接起来,就形 成了一个色调连续变化过渡的圆环,绿 黄 称为色环。 橙 色调与极轴的夹角称为色调的色相。 0°—红 ●例如红色的色相为0度,红、绿、 蓝三基色的夹角为120度,黄色 (=红+绿)的色相为60度,正好 位于红色和绿色之间
颜色三要素——色调（2） ⚫ 按照不同的色调按红、橙、黄、绿、 青、蓝、紫的顺序衔接起来，就形 成了一个色调连续变化过渡的圆环， 称为色环。 ⚫ 以色环的中心为极坐标极点，各种 色调与极轴的夹角称为色调的色相。 ⚫ 例如红色的色相为0度，红、绿、 蓝三基色的夹角为120度，黄色 （=红+绿）的色相为60度，正好 位于红色和绿色之间