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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,2.1 彩色计色体系,2.1.1 像素,将一幅摸拟图象划分为很多逐行逐列排列的点，每一点称为一个像素。像素是组成图像的最小单位。,对于一幅彩色图象，每个像素需要用3个量来描述。,（,1）用,RGB,三基色描述像素,R 红色分量，G 绿色分量，B 蓝色分量,R、G、B按不同的比例混合，可得到不同的颜色。,例：,24位真彩色图像，,每个分量用一个字节表示，值范围为0255。,能表达的颜色数目为 256,3,=,16777216,种，足以描述自然界中的绝大部分颜色。,目前，.BMP文件大部分都是这种格式。,2.1.2,计色体系,2.1 彩色计色体系 2.1.1 像素（1）用 RG,（,2）用,YUV,分量描述像素,Y 亮度分量，U 蓝差分量，V 红差分量,已知RGB，可求出YUV：,Y=0.30R+0.59G+0.11B,U=BY=0.30R 0.59G+0.89B,V=RY=0.7R 0.59G 0.11B,矩阵形式：,亮度分量代表像素的明暗程度，对于图像的清晰度起决定性作用。,由于,U、V,分量是三基色分量中扣除色度信号的结果，因此不包括,亮度成分。,U、V,分量代表像素的颜色，根据,“,大面积着色原理,”,，对图像的清,晰度影响不大。,（2）用 YUV 分量描述像素 Y,（,3）用,YSC,分量描述像素,Y 亮度分量，S 色饱和度分量，C 色调分量,已知YUV，可求出YSC：,色饱和度,S 代表颜色的深浅，,色调 C 代表颜色的种类。,S和C统称为色度。,U,V,C,S,0,建立直角坐标系,U-V，则:,S为色度的大小，C为色度的辐角,（3）用 YSC 分量描述像素 Y,例：纯红色像素，三基色值为,R=255，G=0，B=0。分别用YUV和YSC,计色制表示该像素。,Y=0.3,255+0.590+0.110=76.5 77,U=BY=0 77=77,V=RY=255 77=178,S=(-77),2,+(178),2,0.5,=193.9,C=arctg(178,/,77)=arctg(2.31)=113,U,V,C=113,S=193.9,0,77,178,例：纯红色像素，三基色值为 R=255，G=0，B=0。分别,8 种标准颜色的 YSC 值如下表：,名称,白,红,绿,蓝,黄,青,品,黑,R,G,B,1,1,1,1,0,0,0,1,0,0,0,1,1,1,0,0,1,1,1,0,1,0,0,0,Y,1.0,0.3,0.59,0.11,0.89,0.7,0.41,0,S,0,0.76,0.83,0.9,0.9,0.76,0.83,0,C,无意义,113,135,6,173,293,45,无意义,U,V,红,113,将标准颜色画在,U-V坐标系中，称为彩色矢量图。,青,293,品,45,绿,225,蓝,354,黄,173,8 种标准颜色的 YSC 值如下表：名称白红绿蓝黄青品黑R,例：有一像素，三基色值为,R=100，G=50，B=200。试判断该像素的颜色。,Y=0.3,100+0.5950+0.11200=81.5,（较暗）,U=BY=50 81.5=31.5,V=RY=100 81.5=19.5,S=(31.5),2,+(19.5),2,0.5,=37,(颜色深浅中等）,C=arctg(19.5,/,31.5)=arctg(0.62)=32,（紫偏蓝）,若知一个像素的三基色值，由彩色矢量图，很容易判断该像素的颜色。,R=100，G=50，B=200,U,V,红,113,青,293,品,45,绿,225,蓝,354,黄,173,例：有一像素，三基色值为 R=100，G=50，B=200。,2.2 位图图像的组成,位图（,BITMAP）：,由逐行逐列的像素排列构成的图像。,各像素的存储顺序与像素在图像中的坐标位置成一定的影射关系。,没有经过数据压缩，图像质量高。但数据量大。,显示时不存在解压缩过程，显示速度快。,图像文件：,图像文件的格式主要有：,位图文件.BMP。,Windows系统定义的一种图像文件，直接记录,三基色，未压缩，图像质量高。,.JPG文件。,采用专门方法进行压缩，压缩是有损的，图像质量有,一定的损失。允许损失越大，能获得的压缩比越高。,其他格式。,如,.GIF、.TIFF,等。,本节将重点介绍,.BMP文件的结构。,2.2.1 基本概念,2.2 位图图像的组成位图（BITMAP）：图像文件,BMP,文件,由,4部分组成：,文件头、信息头、彩色表（调色板）、位图点阵,2.2.2,BMP,文件的结构,文件头,信息头,彩色表,位图,点阵,（,1）,文件头，共,14字节。在VC中用一个结构类型描述：,tydef sturct,WORD bfType;,/.BMP文件的标志,必须为“BM”的ASC码,DWORD bfSize;,/.BMP文件的大小（以字节为单位）,WORD bfReserved1;,/保留，必须为0X0000,WORD bfReserved2;,/保留，必须为0X0000,DWORD bfOffBits;,/从文件开头到位图数据开始的字节数,BITMAPFILEHEADER;,BMP文件由4部分组成：2.2.2 BMP文件,文件头,信息头,彩色表,位图,点阵,（,2）信息头，共40个字节。在VC中用一个结构类型描述：,tydef sturct,DWORD biSize；,/本信息头占用的字节数:0 x28,LONG biWidth；,/图像的宽度（以像素点为单位）,LONG biHeight；,/图像的高度（以像素点为单位）,WORD biPlanes；,/彩色表。24位.BMP文件为0 x1，无彩色表,WORD biBitCount；,/一个像素点数据的位数,DWORD biCompression；,/压缩方式，0 x0为未压缩,DWORD biSizeImage；,/图象尺度,LONG biXPelsPerMeter；,/水平分辨率,LONG biYPelsPerMeter；,/垂直分辨率,DWORD biClrUsed；,/使用的颜色数,DWORD biClrImportant;,/重要颜色数,BITMAPINFOHEADER；,文件头信息头彩色表位图,文件头,信息头,彩色表,位图,点阵,（,3）彩色表,对于24位BMP图像，每像素的三基色分别用3个字节记录，不需要彩色表。,对于256色BMP图像，每像素用一个字节记录，该字节表示颜色的编号。什么编号代表什么颜色，由彩色表决定。,通过像素编号查找彩色表，,从而获得该像素的RG B值。,B,0,G,0,R,0,B,1,G,1,R,1,B,255,G,255,R,255,0号颜色,1号颜色,255号颜色,文件头信息头彩色表位图（3）彩色表B0G0R0B1G1R1,文件头,信息头,彩色表,位图,点阵,（,4）位图点阵,24位BMP图像，逐行逐列记录各像素的三基色值：,每像素点占用,3个BYTE，分别为B，G，R。则一行像素至少要占用3n个字节。位图电阵用一维数组存放，顺序为：,（1）从最下面的一行开始，逐行存放，直到第0行；,（2）当一行占用的字节数不是4的整数倍时，应补充1,3个无效字节，使一行占用的字节数能被4整除。所补充的无效字节可为任意值，不会影响图像内容。,例：设图像为,638480（宽高），则每行占用的有效字节数为6383=1914。但1914不能被4整除，应补充两个无效字节，即每行占用的字节数为1916。则：,第,i,行、第,j,列像素的蓝色分量在一维数组中的下标为,:,(480-1-i)1916+j3,第,i,行、第,j,列像素的绿色分量在一维数组中的下标为,:,(480-1-i)1916+j3+1,文件头信息头彩色表位图（4）位图点阵,2.3 VC+下位图文件数据的读取与显示,BITMAPFILEHEADER FileHead;,/存放文件头,BITMAPINFOHEADER InfoHead;,/存放信息头,LPBYTE lpImage;,/存放位图点阵，显示时需要,/存放像素的三基色值，480列，640行,struct,BYTE B;,/红色分量,BYTE G;,/蓝色分量,BYTE R;,/绿色分量,C3480640;,/存放像素的YSC值，480列，640行,struct,BYTE Y;,/亮度,BYTE S;,/色饱和度,BYTE C;,/色调,YSC480640;,（,1）定义全局变量。一般在类的头文件中定义,2.3 VC+下位图文件数据的读取与显示BITMAP,（,2）打开BMP文件，读取像素。关键代码如下:,CFile f;,BOOL OK=f.Open(PathName,/PathName=BMP文件名,CFile:modeRead|CFile:typeBinary|CFile:shareExclusive,NULL,);,if,(!OK),return,;,/如果打开失败,f.Read(,/读取文件头,f.Read(,/读取信息头,short,x,y,z;,/计算每行字节数,z=(InfoHead.biWidth/4)*4+(InfoHead.biWidth%4=0?0:4);,f.Seek(FileHead.bfOffBits,0);,/移动文件指针，指向像素点存放的开始位置,f.Read(lpImage,InfoHead.biHeight*z*3);,/读取全部像素,f.Close();,/关闭文件,（2）打开BMP文件，读取像素。关键代码如下:CFile,（,3）显示图像。调用下面的程序断可显示位图:,CClientDC dc(,this,);,/建立客户区绘图对象,dc.SetStretchBltMode(COLORONCOLOR);,/按可延伸的彩色影射模式绘图,:StretchDIBits(,dc.GetSafeHdc(),/得到绘图对象的句柄,0,0,640,480,/客户区中的矩形（左上角坐标，右下角坐标）,0,0,InfoHead.biWidth,InfoHead.biHeight,/源图像中的矩形,lpImage,/存放位图点阵的内存区,(LPBITMAPINFO)&InfoHead,/存放信息头的内存区,DIB_RGB_COLORS,/按三基色格式,SRCCOPY,/将图像拷贝到显存,);,（3）显示图像。调用下面的程序断可显示位图:CClientD,（,3）从位图点阵中提取各像素的RGB分量,存放到C3数组中,进而计算YSC分量:,double,u,v,c;,for,(y=InfoHead.biHeight-1;y=0;y-),/逐行转换,memcpy(C3y,lpImage+(InfoHead.biHeight-1-y)*z*3,z*3);,/存储到C3数组,for,(x=0;xInfoHead.biWidth;x+),YSCyx.Y=C3yx.R*0.3+C3yx.G*0.59+C3yx.B*0.11;,/计算灰度,u=(C3yx.B-YSCyx.Y)/(,double,)YSCyx.Y;,/计算归一化蓝差分量,v=(C3yx.R-YSCyx.Y)/(,double,)YSCyx.Y;,/计算归一化红差分量,c=atan2(v,u)*180/3.14;,/计算色调，弧度转换为度,if,(c220的显示为白色，灰度值=220的显示为黑色。,（2）确定图像的分割阈值在原图像上求此区域中图像的直方图。,（,3）估计图像中含有的信息量（熵）,熵是信息论中度量信息的紊乱程度的量。,在图像分析中，熵表示图像中的像素灰度值的不一致程度。,熵的定义：,上式中，,H,为熵，,p,(,i,),i,=0,1,L,-1 为直方图，,L,为灰度级。,H=3.03,H=6.04,（3）估计图像中含有的信息量（熵）熵是信息论中度量信息的紊,
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