第2章多媒体信息的获取

（1）RGB颜色空间模型在RGB模型中，颜色空间里所有的颜色都是由R、G、B(红、绿、蓝)三种光依不同的比例相加而成。RGB的每一色光，含有亮度成分，例如R的成分越多，表示越红越亮。各色光混合后，会比原来单独的色光还亮，称为相加混色；适合在以主动光源显示影像的场合使用，如电视、电脑、投影等。3.颜色空间模型2.1.1颜色的基本概念及颜色空间模型绿(0,1,0)青(0,1,1)黄(1,1,0)黑(0,0,0)蓝(0,0,1)品红(1,0,1)白(1,1,1)红(1,0,0)（1）RGB颜色空间模型2.1.1颜色的基本概念及颜色空间模型RGB颜色000黑001蓝010绿011青100红101品红110黄111白（1）RGB颜色空间模型2.1.1颜色的基本概念及颜色空间模型（2）CMY/CMYK颜色空间模型任何一种由颜料呈现的颜色都可以用青（Cyan）、品红（Magenta）和黄（Yellow）这三种基色按不同的比例混合而成，我们称这种颜色空间为CMY颜色空间。在彩色印刷、彩色胶片和绘画中的混色采用相减混色。彩色印刷或彩色打印的纸张是不能发射光线的，因而印刷机或彩色打印机就只能使用一些能够吸收特定的光波而反射其他光波的油墨或颜料。由于彩色墨水和颜料的化学特性，用等量的CMY三基色得到的黑色不是真正的黑色，因此在印刷术中常加一种真正的黑色墨水（BlackInk），于是CMY颜色空间也称为CMYK颜色空间。2.1.1颜色的基本概念及颜色空间模型CYMRGB2.1.1颜色的基本概念及颜色空间模型C(青色)M(品红)Y(黄色)颜色000白001黄010品红011红100青101绿110蓝111黑（2）CMY/CMYK颜色空间模型2.1.1颜色的基本概念及颜色空间模型RGB和CMY关系RGB颜色000黑001蓝010绿011青100红101品红110黄111白C(青色)M(品红)Y(黄色)颜色000白001黄010品红011红100青101绿110蓝111黑RGBCMYBGR111YMCRGB和CMY值都归一到[0，1]2.1.1颜色的基本概念及颜色空间模型YUV是PAL（PhaseAlternatingLine，逐行倒相）制彩色电视系统所采用的一种颜色空间模型，其中Y表示亮度，U表示蓝色色差（即B-Y），V代表红色色差（R-Y）。采用YUV色彩空间的重要性：亮度信号Y和色度信号U、V是分离的，解决彩色电视和黑白电视兼容的问题。可以利用人眼对彩色的敏感度低于对亮度的敏感度的视觉特性，用较窄的频带传送U、V信号，优化彩色电视信号的传输。（3）YUV颜色空间模型2.1.1颜色的基本概念及颜色空间模型RGBYUVVUYBGRBGRVUY0032.21581.0395.01140.101100.0515.0615.0437.0289.0148.0114.0587.0299.02.1.1颜色的基本概念及颜色空间模型YIQ颜色空间是由YUV推导而来，是NTSC(NationalTelevisionSystemsCommittee)制彩色电视系统所采用的一种颜色空间模型；I代表“同相”，Q代表“正交”，它们指的是用于发射颜色信息的调制方法；I、Q是通过将U、V轴逆时针旋转33度获得的。优点：由人眼彩色视觉的特性表明，人眼分辨红、黄之间颜色变化的能力最强，而分辨蓝、紫之间颜色变化的能力最弱。通过一定的变化，I对应于人眼最敏感的色度，而Q对应于人眼最不敏感的色度。这样，传送Q可以用较窄的频带，而传送分辨率较强的I信号时，可以用较宽的频带。（4）YIQ颜色空间模型2.1.1颜色的基本概念及颜色空间模型2.1.1颜色的基本概念及颜色空间模型RGBYIQQIY703.1106.11647.0272.01621.0956.01BGRBGR312.0523.0211.0322.0274.0596.0114.0587.0299.0QIY2.1.1颜色的基本概念及颜色空间模型彩色图像的灰度化处理Gray(i,j)=0.114*R(i,j)+0.587*G(i,j)+0.299*B(i,j)观察该式，其中绿色所占的比重最大，转换时可以直接使用G值作为转换后的灰度。灰度图只能表现256种颜色。由YUV颜色空间派生的一种颜色空间模型。主要用于数字电视系统，是YUV颜色空间的缩放和偏移版本。（5）YCbCr颜色空间模型128Cr128CbY077200.1171414.034414.01040200.11BGR1BGR10001280813.04187.05000.01285000.03313.01687.001140.05870.02990.01CrCbY2.1.1颜色的基本概念及颜色空间模型HSV(hue,saturationandvalue)的缩写A.R.Smith根据颜色的直观特性于1978年创建的,也称六角锥体模型(hexconemodel)HSV的表示方法色调（H）：用角度度量，0°～360°。红色为0°，按逆时针方向计算，绿色为120°，蓝色为240°饱和度（S）：取值范围为0.0～1.0亮度值（V）：取值范围为0.0(黑色)～1.0(白色)HSV和RGB之间没有转换矩阵，但可对它们之间的转换算法进行描述（6）HSV颜色空间模型2.1.1颜色的基本概念及颜色空间模型图HSV颜色空间2.1.1颜色的基本概念及颜色空间模型HSL/HSB(hue,saturationandlightness/brightness)的缩写利用三条轴定义颜色，用六角形锥体表示用于台式机图形程序定义颜色HSL与HSVHSL用光亮度(lightness)作坐标，HSV用亮度作坐标HSL颜色饱和度最高时的光亮度L定义为0.5，而HSV则为1.0（7）HSL/HSB/HSI颜色空间模型2.1.1颜色的基本概念及颜色空间模型2.1.1颜色的基本概念及颜色空间模型图像（Image）：是指由输入设备捕捉的实际场景画面，或以数字化形式存储的任意画面。静止的图像可用一个矩阵来表示，矩阵列中的各个元素用来描述构成图像的各个点（称为像素pixel）的强度与颜色等信息。这种图像也称为位图（Bitmap）。2.1.2位图图像空间和亮度上已离散化了的图像，由数字阵列信息组成，阵列中的各项数字描述构成图像各点亮度与颜色信息，与显示器上的点一一对应。●位图定义4/652.1.2位图图像根据量化的颜色深度的不同，又可以分为单色图像、灰度图像和彩色图像三大类。●位图分类只有黑、白两色单色图像RGB彩色图像具有256级灰度灰度图像5/652.1.2位图图像确定屏幕上显示图像区域的大小，即构成全屏显示的像素点个数，以每行拥有的像素点数×屏幕显示行数来表示。●显示分辨率确立组成一幅图像的像素数目，即该图像的水平和垂直方向上的像素个数，用dpi（每英寸多少点）表示。●图像分辨率打印机输出图像时采用的分辨率。不同打印机最高分辨率不同的，而同一台打印机也可以使用不同分辨率打印。●打印分辨率11/65位图图像的技术指标-----分辨率300dpidpi的数值越大，图像越清晰dpi视觉效果清晰度绝对清晰度96dpi21dpi12/65位图图像的技术指标一幅彩色图像的每个像素用R、G、B这3个分量表示，如果每个分量使用8个二进制位，则一个像素就需要24个二进制位来表示，此时图像深度为24位。计算该图像可以表达的颜色数目是多少。例:可以表达的颜色数目为224=16777216。解:像素深度：描述图像中每个像素数据所占的二进制位数，它决定了彩色图像中可出现的最多颜色数，或灰度图像中最大灰度等级数。像素深度图像颜色总数图像名称12(21)单色图像（黑白二值）416(24)索引16色图像8256(28)索引256色图像1665536(216)HI-Color图像（实际只显示32768种颜色）2416772216(224)TrueColor图像（真彩色）324294967296(232)TrueColor图像（真彩色）13/65位图图像的技术指标图像中的每个像素值都分成R、G、B三个基色分量，每个基色分量直接决定其基色的强度，这样产生的颜色称为真彩色。●真彩色图像中每个像素值是一个索引或代码值，作为颜色查找表中某项入口地址，查找出包含实际R、G、B的强度值，这样产生的颜色称伪彩色。●伪彩色通过每个像素点R、G、B分量分别作为索引值进行变换，经相应颜色变换表找出各自基色强度，用变换后的R、G、B强度值产生颜色。●直接色15/65位图图像的技术指标显示深度：表示显示缓存中记录屏幕上一个点的二进制位数，即显示器可显示的颜色数。屏幕上的颜色能够比较真实地反映图像文件的颜色效果显示深度大于像素深度屏幕上的颜色不能够真实反映图像文件颜色效果，失真显示深度小于像素深度若真彩色显示模式显示真彩色图像，或显示调色板与图像调色板一致，则屏幕上颜色能较真实地反映图像色彩效果；不一致则显示颜色会出现失真显示深度等于像素深度14/65位图图像的技术指标●表达图像逼真：与图像复杂程度无关，表现力强，适合表现细节和层次●对硬件要求高：当处理高质量彩色图像时，对计算机硬件平台要求较高●文件数据量大：由大量不同亮度和颜色像素点组成，因此文件数据量大●缺乏灵活性能：当位图图像被放大时，图像的清晰度会降低并出现锯齿●位图特点6/652.1.2位图图像图像文件格式——BMPBMP是英文Bitmap（位图）的简写，文件扩展名是.BMP或.bmp微软公司开发的在Windows环境下的标准位图文件格式，被多种Windows应用程序所支持有压缩和不压缩两种形式以BMP格式存储的文件容量较大与设备无关的位图(DIB)文件格式device-independentbitmap的缩写像素存储顺序和像素深度与具体设备无关GIF——图形交换格式GraphicsInterchangeFormat的缩写CompuServe公司开发的图像文件存储格式1987年开发的版本号为GIF87a1989年扩充后的版本号为GIF89a。图像的相关信息以数据块(block)为单位一个GIF文件由表示图形/图像的数据块、数据子块以及显示图形/图像的控制信息块组成在一个GIF文件中可存放多幅彩色图形/图像，并可像幻灯片那样显示或像动画那样演示Internet上大量采用的彩色动画文件多为此格式采用LZW（词典编码）无损压缩算法来压缩图像数据用户可为图像设置透明(transparency)的背景图像文件格式——GIFTIFF（TagImageFileFormat，标记图像文件格式）是由Aldus和Microsoft公司为扫描仪和桌面出版系统研制开发的一种较为通用的图像文件格式。它是Macintosh和PC机上使用最广泛的位图格式，在这两种硬件平台上移植TIFF格式的图像十分便捷，大多数扫描仪也都可以输出TIFF格式的图像文件。该格式支持的色彩数最高可达16M种。TIFF格式的图像文件后缀一般是*.tif/*.tiff。图像文件格式——TIFFTIFF文件的特点是：1）存储的图像质量高，但占用的存储空间也大；2）文件格式灵活易变，有四类不同的格式：TIFF-B适用于二值图像；TIFF-G适用于黑白灰度图像；TIFF-P适用于带调色板（palette）的彩色图像；TIFF-R适用于RGB真彩色图像；3）支持多种编码方法，其中包