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第三章 图像处理 3.1 图形图像的基本概念 3.1.1 图形与图像 图像是自然界中的景物通过视觉感官在大脑中留下的印记。图像由像素点构成，每个像素点的颜色信息采用一组二进制数描述，因此图像又称为位图。 图像的数据量较大，适合表现自然景观、人物、动植物等引起人类视觉感受的事物。 像素点组成的图像 3.1 图形图像的基本概念 3.1.1 图形与图像 图形是计算机对图像进行的一种抽象，也称为矢量图，它使用点、直线和曲线来描述，这些直线和曲线由计算机通过某种算法计算获得。图形文件保存的是绘制图形的各种参数，信息量较小，占用空间小。对图形进行放大、缩小或旋转等操作都不会失真。 图形一般用来表达比较小的、易于用直线、曲线表现的图像，不适合表现色彩层次丰富的逼真图像。 矢量图形 3.1 图形图像的基本概念 3.1.2 色彩基本知识 色彩可用色调、明度和饱和度三个特征来综合描述，这三个特性就是色彩的三要素。 色调也称色相，指色彩的相貌和特征。自然界中色彩的种类很多，色相就是色彩的种类和名称，例如红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等颜色。 10色色相环 3.1 图形图像的基本概念 3.1.2 色彩基本知识 明度 颜色有深浅、明暗的变化，这些颜色变化就是明度。明度是指光作用于人眼时引起的明亮程度的感觉。 色彩的明度变化包括三种情况：一是不同色相之间的明度变化。例如：白比黄亮、黄比橙亮、橙比红亮、红比紫亮、紫比黑亮；二是在某种颜色中添加白色，亮度会逐渐提高，饱和度也增加，添加黑色亮度就变暗，饱和度也降低；三是相同的颜色，因光线照射的强弱不同也会产生不同的明暗变化。 原图 明度低 明度高 3.1 图形图像的基本概念 3.1.2 色彩基本知识 饱和度 饱和度指的是颜色的纯度，也就是鲜艳程度。原色是纯度最高的色彩。颜色混合的次数越多，纯度越低，反之，纯度越高。亮度和饱和度与光波的幅度有关。饱和度还和明度相关，例如在明度太大或太小时，颜色就越接近白色或黑色，饱和度就偏低。 原图 饱和度低 饱和度高 3.1 图形图像的基本概念 3.1.3 图像色彩模型 常用的色彩模型：HSB、RGB、CMYK、CIE Lab。 针对不同的应用可以选择不同的色彩模型，例如RGB模型用于数码设计、CMYK模型用于出版印刷。了解各种色彩模型有助于在图像素材处理中准确把握色彩。 3.1 图形图像的基本概念 3.1.3 图像色彩模型 1.HSB模型 HSB指色相(Hue)、饱和度(Saturation)、明度(Brightnes)，也就是说HSB模型用色彩的三要素来描述颜色。由于HSB模型能直接体现色彩之间的关系，所以非常适合于色彩设计，绝大部分的图像处理软件都提供HSB色彩模型。 HSB色彩模型 3.1 图形图像的基本概念 3.1.3 图像色彩模型 2.RGB模型 RGB指红（Red）、绿（Green）、蓝（Blue）三原色。RGB模型分别记录R、G、B三种颜色的数值并将它们混合产生各种颜色。 RGB色彩模型的混色方式是加色方式，这种方式运用于光照、视频和显示器。在计算机中，每种原色都用一个数值表示，数值越高，色彩越明亮。R、G、B都为0时是黑色，都为255时是白色。 加色（RGB）模型 3.1 图形图像的基本概念 3.1.3 图像色彩模型 RGB是使用计算机进行图像设计中最直接的色彩表示方法。计算机中的24位真彩图像，就是采用RGB模型，24位表示图像中每个像素点颜色使用3个字节记录，每个字节分别记录红、蓝、绿中的一种颜色值。 在电脑中利用RGB数值可以精确取得某种颜色。RGB虽然表示直接，但是R、G、B数值和色彩的三属性没有直接的联系，不能揭示色彩之间的关系，在进行配色设计时，不适合使用RGB模型。现在的大多数图像处理软件的调色板都提供RGB和HSB两种模型选择色彩。 3.1 图形图像的基本概念 3.1.3 图像色彩模型 3.CMYK模型 CMYK模型包括青（Cyan）、品红（Magenta）、黄（Yellow）和黑（Black，为避免与蓝色混淆，黑色用K表示）。彩色打印、印刷等应用领域采用打印墨水、彩色涂料的反射光来显现颜色，是一种减色方式。 CMYK模型包括青、品红和黄三色，使用时从白色光中减去某种颜色，产生颜色效果。另外印刷行业使用黑色油墨产生黑色，所以CMYK模型中增加了黑色。 减色（CMYK ）模型 3.1 图形图像的基本概念 3.1.3 图像色彩模型 4.CIE Lab模型 CIE Lab颜色模型基于人对颜色的感觉。Lab颜色理论认为，在一个物体中，红色和绿色两种原色不能同时并存，黄色和蓝色两种原色也不能同时并存。因此Lab色彩模型用三组数值表示色彩： L ： Lightness 亮度数值，从0到100。 a ： 红色和绿色两种原色