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第二章 图像的基本概念第二章 图像的基本概念数字图像的概念与描述数字图像的存储位图文件图像的数字化数字图像的灰度直方图数字图像的概念与描述 —— 基本概念所谓的数字图像的描述是指如何用一个数值方式来表示一个图像。数字图像是图像的数字表示，像素是其最小的单位。数字图像的概念与描述 —— 图像的描述因为矩阵是二维的，所以可以用矩阵来描述数字图像。描述数字图像的矩阵目前采用的是整数阵，即每个像素的亮暗，用一个整数来表示。Y轴（j）列（j）图像 f(i,j)矩阵 A(i,j)X轴（i）行（i）直角坐标系矩阵坐标系数字图像的概念与描述 —— 图像的坐标系矩阵是按照行列的顺序来定位数据的，但是图像是在平面上定位数据的，所以有一个坐标系定义上的特殊性。为了编程方便起见，这里以矩阵坐标系来定义图像的坐标。数字图像的概念与描述 —— 黑白图像黑白图像是指图像的每个像素只能是黑或者白，没有中间的过渡，故又称为２值图像。2值图像的像素值为0、1。数字图像的概念与描述 —— 灰度图像灰度图像是指每个像素的信息由一个量化的灰度级来描述的图像，没有彩色信息。数字图像的概念与描述 —— 颜色在图像处理过程中，颜色由数字“位(Bit)”的不同组合来实现：颜色数=2^n，其中n为每一像素的颜色值所占的二进制位数，即颜色深度。高彩色，即为16位显示模式，65536（64K）种颜色（216=65536）。24位显示模式下能处理1677万（16M）种颜色（224的真彩色图像。数字图像的概念与描述 —— 彩色图像彩色图像是指每个像素的信息由RGB三原色构成的图像，其中RGB是由不同的灰度级来描述的。彩色图像不能用一个矩阵来描述了，一般是用三个矩阵同时来描述。数字图像的概念与描述 —— 彩色图像 文件头 BITMAPFILEHEADER 文件头（14个字节） BITMAPFILEHEADER 信息头 BITMAPINFOHEADER 信息头（ 40个字节） BITMAPINFOHEADER 调色板 RGBQUAD 数据区 数据区数字图像的存储位图文件 —— 文件的总体结构 像素的RGB值 像素的调色板索引值索引色模式（非真彩）真彩色模式（24位图）数字图像的存储位图文件 —— 文件头信息 文件头（14个字节） BITMAPFILEHEADERbfType文件类型标识“BM”0x424d，2字节bfSize文件总字节数，4字节bfReserved1保留字“0”，2字节bfReserved2保留字“0”，2字节 bfOffBits位图数据的起始位置，以相 对于位图文件头的偏移量表示，以字节为单位数字图像的存储位图文件 —— 信息头信息 信息头 BITMAPINFOHEADER biSize信息头结构体长度，为40 biWidth图像宽度，单位是像素 biHeight图像高度，单位是像素 biPlanes必须为1，目标设备的级别，图像的plane数 biBitCount 每个像素所需的位数,必须是1(双色), 4(16色)，8(256色)或24(真彩)之一 biCompression指定位图是否压缩， 0(不压缩),1(BI_RLE8压缩)或 2(BI_RLE4压缩) biSizeImage实际位图数据所占字节数 biXperlsPerMeter 指定目标设备的水平分辨率，每米像素数 biYperlsPerMeter 指定目标设备的垂直分辨率，dib位图中以00表示 biClrUsed位图实际使用的颜色表中的颜色数，0,则等于2^biBitCount biClrImportant图像中重要的颜色数，不一定有效：：数字图像的存储位图文件 —— 真彩色模式的数据区结构图像数据信息大小=biHeight *(biWidth * biBitCount /8+ 3) / 4*4 （字节）除了真彩色模式外，其余的均大于或等于数据信息的大小。数据从图像左下角开始记录。 BMP文件记录一行图像是以字节为单位的。不存在一个字节中的数据位信息表示的点在不同的两行中。设显示模式位16色，在每个字节分配两个点信息时，如果图像的宽度位奇数，那么最后一个像素点的信息将独占一个字节，这个字节的后4位将没有意义。接下来的一个字节将开始记录下一行的信息。为了显示方便，除真彩外，其他模式的像素颜色的行字节数要用数据“00”补齐为4的整数倍。如果显示模式为16色，当图像宽为19时，存储时每行则要补充4-(19/2+1)%4=2个字节（加1是因为里面有一个像素点要独占了一字节）。当屏幕初始化为16或256色模式时，一定要设置调色板或修正颜色值，否则无法得到正确的图像颜色 。像素的RGB值 真彩色数据区数字图像的存储位图文件 ——索引色模式的调色板 调色板(颜色表)