图像处理技术及其应用

1）图像处理技术

实现图像数字化，就要把图像每一个像素的颜色信息转换为数字化的二进制数值。在计算机中，图像主要分为两大类：位图和矢量图。位图是由一个矩阵来描述的，矩阵的元素就是像素。通过对图像中每一个像素的计算与存储，就可以完成图像的数字化。位图一般数据量比较大，比较善于重视颜色的细微层次，但不适合缩放。而矢量图由称为矢量的数学对象定义的线条和色块组成，主要用于工程图和卡通漫画等。矢量图和分辨率无关，也就意味着将它们放大到任意尺寸或用任意分辨率打印都不会降低图像的品质。

图像的数字化就是将自然模拟的信息转换为数字信息。图像数字化过程主要分采样、量化与编码3 个步骤。

图像在空间上的离散化称为采样，也就是用空间上部分点的灰度值代表图像，这些点称为采样点。

把采样后所得的各像素的灰度值从模拟量到离散量的转换称为图像灰度的量化。

一幅图像在采样时，行、列的采样点与量化时每个像素量化的级数，既影响数字图像的质量，也影响到该数字图像数据量的大小。

一幅图像，当量化级数Q一定时，采样点数M×N对图像质量有着显著的影响。采样点数越多，图像质量越好；当采样点数减少时，图上的块状效应就逐渐明显。同理，当图像的采样点数一定时，采用不同量化级数的图像质量也不一样。量化级数越多，图像质量越好，当量化级数越少时，图像质量越差，量化级数的极端情况就是二值图像，图像出现假轮廓。

2）常见图像文件格式

在数字图像的处理过程中，会有很多种图像格式，这些图像格式都分别有自己的优缺点，不同格式的图片都具有特殊的存储格式和对图像处理的方法，因此在不同环境下正确地选择适当的文件格式是相当重要的。表3.2 对常见的图像文件格式进行介绍。

表3.2　常见的图像文件格式

续表

3）图像处理软件(www.xing528.com)

在众多的图像处理工具软件中，目前应用最为广泛的要数Photoshop 了。Photoshop 是Adobe公司推出的图像处理软件，目前推出的Photoshop CS 6 是它的最新版本，与以前的版本相比，它的功能更强大、操作更简单。Photoshop主要用于位图的编辑与处理。

Photoshop 的主界面主要由标题栏、菜单栏、工具栏、工具箱、控制面板、图像窗口和状态栏等组成，如图3.87 所示。其中，菜单栏、工具栏的使用和其他应用软件十分类似。Photoshop CS工具箱中提供了50 多种工具，在图像处理过程中，很多操作都可以用工具箱中的工具直接进行。选取工具箱中的工具也十分简单，只要用鼠标单击要选的工具按钮即可。控制面板也是Photoshop的特色之处，利用控制面板可以完成各种图像处理操作和工具参数设置。

图3.87　Photoshop主界面

在使用Photoshop时，需要了解以下一些重要概念。

①图层（Layer）。几乎所有在Photoshop 中处理的图像都少不了使用图层。使用图层，可以很方便地对图像进行编辑。图层就好像一张透明的画布，上层画布上的图像可以挡住下一层的图像，而上层中没有图像的区域就可以看成透明的区域，透过透明的区域，就可以看到该层下面的图像。一个图像可以看成很多个这样的透明画布叠加而成，而每一层都是相互独立的，如果对其中某一层画布上的内容进行修改，也不会影响其他层的内容。如果在图像处理的过程中要添加、删除以及隐藏图层等操作，可以使用图层控制面板，能够非常方便地完成有关的图层操作。

②路径（Path）。路径是指用户绘制出来的由一系列点连接起来的线段或曲线。用户可以对已绘制的路径填充颜色、描边等，从而产生出一些特殊的处理效果。路径实际上是矢量线条，这也体现了Photoshop功能的强大，它不仅擅长对位图的操作，同时也能对一些矢量图进行处理。

③滤镜（Filter）。滤镜主要用来完成图像的各种特殊效果处理。Photoshop 本身提供了近百种滤镜，利用这些滤镜，只用执行一个简单的菜单命令，并对其进行适当的设置，就会在瞬间产生许多奇特的处理效果。Photoshop提供的滤镜都放在滤镜菜单下，需要用时直接选择即可。除了Photoshop内置的常用滤镜外，还允许安装其他一些外挂滤镜，外挂滤镜的种类就更加繁多了。这些滤镜用起来虽然很方便，但要真正用好它们需要对这些滤镜非常熟悉，并且还要有一定的美术功底。