计算机处理后的图像是视觉图像数字化,这就是所谓的数字化图像。
图像:也叫位图,它存储在点阵中,也叫点阵图像或绘制图像。
图形:也叫矢量图,用数学方法描述存储,也叫面向对象图像或绘图图像。
图像(位图)是以像素为基础的,像素是指基本的原始颜料及其灰度级的基本编码。像素是数字图像的基本单位,图像的分辨率通常用每英寸像素的PPI来表示。例如,300x300 PPI的分辨率意味着水平和垂直方向上每英寸有300个像素,或者一平方英寸有90,000个像素(300x300)。分辨率越高,图像越清晰,临时空间越大。主要适用于要求细节精细的照片或图像,但主要缺点是放大后会失真。
图形(矢量图)由矢量的数学对象定义的直线和曲线组成。例如,一个圆可以用一个向量仅用三个参数来表示:圆心坐标(x,y)和半径r,它主要用于描述一幅画中所包含的基本图形,如直线、圆、圆弧和矩形的大小和形状,也可以用更复杂的形式来表示图形中表面、光照和材质的效果。适用于文字、商标等规则的图形。矢量图的主要优点是放大后不会失真。
图像格式是用于记录和存储图像信息的格式。对数字图像进行存储、处理和传播,必须采用一定的图像格式,即图像的像素按照一定的方式进行组织和存储,将图像数据存储到文件中得到图像文件。
图像格式决定了文件中应该存储什么样的信息,文件如何与各种应用软件兼容,以及文件如何与其他文件交换数据。
常见的图像格式:
BMP(位图)格式
BMP(位图格式):它是一种标准的Windows图像格式,适用于DOS和WindowS兼容的计算机系统。BMP格式支持RGB、索引色、灰度和位图颜色模式,但不支持Alpha通道。BMP格式支持1、4、24、32位RGB位图,不压缩图像信息,占用磁盘空间大。
TIFF(标记图像文件格式)格式
TIFF(标记图像文件格式)用于在应用程序和计算机平台之间交换文件。TIFF是一种灵活的图像格式,所有绘画、图像编辑和页面布局应用程序都支持它。
几乎所有的桌面扫描仪都可以生成TIFF图像。而且TIFF格式还可以添加作者、版权、备注和自定义信息来存储多张图片。
Jpeg(联合图像专家组)格式
JPEG(联合图像专家组)是目前所有格式中压缩率最高的格式。大多数彩色和灰度图像都是用JPEG格式压缩的,它的压缩比很高,支持多种压缩级别。当图像精度不高,存储空间有限时,JPEG是一种理想的压缩方法。在万维网和其他在线服务的HTML文档中,JPEG用于显示图片和其他连续色调图像文档。支持JPEG CMYK、RGB和灰度颜色模式。JPEG格式保留了RGB图像中的所有颜色信息,并通过选择性地删除数据来压缩文件。
PDF(可移植文档格式)格式
Adobe Acrobat使用PDF(可移植文档格式),这是一种流行的电子出版软件,适用于Windows、UNIX和DOS系统。像Postseript页面一样,PDF可以包含矢量和位图图形,也可以包含电子文档搜索和导航功能。
Png(便携式网络图形格式)格式
PNG图像以任何颜色深度存储单个光栅图像。
PNG是一种独立于平台的格式。
优势:
PNG支持高级无损压缩。
支持Alpha通道透明度。
PNG支持伽玛校正。
PNG支持交错。
最新的网络浏览器支持PNG。
缺点:
旧的浏览器和程序可能不支持PNG文件。
作为一种互联网文件格式,PNG提供的压缩率低于JPEG 有损压缩。作为一种互联网文件格式,PNG不支持多图像文件或动画文件。
GIF(图形交换格式)格式
GIF(图像交换格式)是一种LZw压缩格式,用于最小化文件大小和电子传递时间。有静态gif和动态gif。在万维网和其他在线服务的HTML(超文本标记语言)文档中,
GIF文件格式广泛用于真实的索引颜色和图像。GIF还支持灰度模式,使用256色压缩文件格式,最多只能存储256色图像。不过GIF已经可以满足一般的需求了,而且占用空间少,背景可以透明,还可以做成动画图片。
计算机图像的表示
图像表示是图像信息在计算机中的表示和存储。图像表示和图像操作形成图像模型,是模式分析的重要组成部分。
最简单的图是单通道灰度图。在灰度图像中,每个像素位置(x,y)对应一个灰度值I,图像作为数值矩阵存储在计算机中。
宽度为640像素、高度为480像素的灰度图像可以表示为:
无符号字符图像[480][640]
为什么这里的二维数组是480 640?因为在程序中,图像是作为二维数组存储的。它的第一个下标是索引组的行,第二个下标是列。在图像中,数组中的行数对应于图像的高度,而列数对应于图像的宽度。
当我们访问某个像素时,需要指明它的坐标。请看下图:
传统像素坐标系的定义如左图所示。像素坐标系的原点位于图像的左上角,X轴向右,Y轴向下(也就是前面说的U,V坐标)。如果它有第三个轴,根据右手定则,Z轴应该向前。这个定义和相机坐标系是一致的。我们通常说的图像的宽度和列数对应的是X轴;图像的行数或高度与其Y轴相对应。
根据这个定义,如果我们讨论一个位于x,y的像素,那么它在程序中的访问方式应该是:unsigned char pixel=image[y][x];
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