圖像處理技術(shù)課件

第3章圖像處理技術(shù)3.1圖形和圖像的概念3.2圖像的獲取3.3圖像處理軟件AdobePhotoshopCS簡介3.4圖層的使用3.5通道與路徑的使用3.6圖像處理技術(shù)的教學應(yīng)用1第3章圖像處理技術(shù)3.1圖形和圖像的概念13.1圖形和圖像的概念圖像通常指自然景物所成的像；圖形指的是繪制出的規(guī)則幾何形狀。一般把圖像稱為“點陣圖”或“柵格圖”；一般把圖形稱為“矢量圖”或“向量圖”。1、點陣圖和矢量圖的區(qū)別2、圖像尺寸及分辨率3、圖像的顏色模式4、圖像的文件格式23.1圖形和圖像的概念圖像通常指自然景物所成的像；圖形指1、點陣圖和矢量圖的區(qū)別矢量圖可任意地進行放大或縮小，不會影響圖形的清晰度和光滑性。矢量圖的缺點是不易制作色彩豐富的圖像，而且繪制出來的圖像也不是很逼真，同時也不易在不同的軟件間進行交換。點陣圖是客觀景物的成像，能夠很逼真。由于圖像每個像素點的數(shù)據(jù)都需要空間保存，因此點陣圖需要的存儲空間較大。點陣圖在放大很多倍時，或在旋轉(zhuǎn)時，會在圖像輪廓邊緣出現(xiàn)鋸齒現(xiàn)象，而矢量圖不會出現(xiàn)這種現(xiàn)象。31、點陣圖和矢量圖的區(qū)別矢量圖可任意地進行放大或縮小，不會影442、圖像尺寸及分辨率圖像分辨率是圖像中每英寸像素點的數(shù)目，通常用像素／英寸（ppi）來表示。圖像分辨率常以寬×高的形式來表示，例如一幅2×3的圖像的分辨率是300ppi，則在此圖像中寬度方向上有個像素，而在高度方向上則有個像素，圖像的像素總量是個。600900600×90052、圖像尺寸及分辨率圖像分辨率是圖像中每英寸像素點的數(shù)目，通3、圖像的顏色模式顏色模式:將某種顏色表現(xiàn)為數(shù)字形式的模型，或者說是一種記錄圖像顏色的方式63、圖像的顏色模式顏色模式:將某種顏色表現(xiàn)為數(shù)字形式的模型，3、圖像的顏色模式位圖模式灰度模式RGB模式CMYK模式Lab模式雙色調(diào)模式索引色模式73、圖像的顏色模式位圖模式7位圖模式位圖模式的圖像也叫做黑白圖像或一位圖像，此類模式的圖像是非常純粹的黑白圖像。因為位圖圖像由1位像素組成，所以文件非常小。8位圖模式位圖模式的圖像也叫做黑白圖像或一位圖像，此類模式的圖灰度模式任何一種彩色圖像轉(zhuǎn)換為灰度模式的圖像時，所有彩色都將被刪除。由于灰度模式圖像具有介于黑、白顏色間的256級灰度，因此可以表現(xiàn)過渡非常細膩的圖像。9灰度模式任何一種彩色圖像轉(zhuǎn)換為灰度模式的圖像時，所有彩色都將RGB模式--顯示設(shè)備理論上絕大部分可見光譜都可用紅、綠和藍(RGB)三色光按不同比例和強度的混合來表示。顏色C＝R(紅色%)＋G(綠色%)＋B(藍色%)RGB模型稱為相加混色模型，用于光照、視頻和顯示器。例如:顯示器通過紅、綠和藍熒光粉發(fā)射光線產(chǎn)生彩色。10RGB模式--顯示設(shè)備理論上絕大部分可見光譜都可用紅、綠和藍1111當三基色等量相加時，得到白色；等量的紅綠相加而藍為0值時得到黃色；等量的紅藍相加而綠為0時得到品紅色；等量的綠藍相加而紅為0時得到青色。RGB顏色相加12當三基色等量相加時，得到白色；RGB顏色相加121313RGBR數(shù)組—8bit表示(256階梯)G數(shù)組—8bit表示(256階梯)B數(shù)組—8bit表示(256階梯)最大表示：28×28×28=224=16777216(16.7M)RGB圖像示例14RGBR數(shù)組—8RGB缺紅色缺綠色缺藍色15RGB缺紅色缺綠色缺藍色15CMYK模式--印刷設(shè)備在理論上，絕大多數(shù)顏色都可以用三種基本顏料（青色cyan、品紅magenta、和黃色yellow）按一定比例混合得到。理論上，青色、品紅和黃色三種基本色素等量混合能得到黑色。但實際上，因為所有打印油墨都會包含一些雜質(zhì)，這三種油墨混合實際上產(chǎn)生一種土灰色，必須與黑色(K)油墨混合才能產(chǎn)生真正的黑色，所以再加入黑色作為基本色形成CMYK顏色模型。CMYK模型稱為相減混色模型。16CMYK模式--印刷設(shè)備在理論上，絕大多數(shù)顏色都可以用三種基1717當三基色等量相減時得到黑色；等量黃色(Y)和品紅(M)相減而青色(C)為0時，得到紅色(R)；等量青色(C)和品紅(M)相減而黃色(Y)為0時，得到藍色(B)；等量黃色(Y)和青色(C)相減而品紅(M)為0時，得到綠色(G)。18當三基色等量相減時得到黑色；18Lab模式Lab顏色模式是在1931年國際照明委員會（CIE）制定的顏色度量國際標準的基礎(chǔ)上建立的。Lab顏色由亮度或光亮度分量（L）和兩個色度分量組成，即a分量（從綠到紅）和b分量（從藍到黃）19Lab模式Lab顏色模式是在1931年國際照明委員會（CIE雙色調(diào)模式雙色調(diào)模式是用兩種油墨打印的圖像，灰色油墨用于暗調(diào)部分，彩色油墨用于中間調(diào)和高光部分。要將其他模式的圖像轉(zhuǎn)換成雙色調(diào)模式的圖像，必須先轉(zhuǎn)換成灰度模式才能轉(zhuǎn)換成雙色調(diào)模式。轉(zhuǎn)換時可以選擇生成單色版、雙色版、三色版或四色版圖像，并選擇各個色版的顏色。20雙色調(diào)模式雙色調(diào)模式是用兩種油墨打印的圖像，灰色油墨用于暗調(diào)索引色模式與RGB和CMYK模式圖像不同，在索引色模式下圖像只能顯示出256種顏色，因此常有圖像失真的現(xiàn)象。由于這種模式的圖像比RGB模式的圖像小得多，大概只有RGB模式的三分之一，可以大大減少文件所占的磁盤空間，并降低圖像文件在網(wǎng)絡(luò)上的傳輸時間，因此較多應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)中。21索引色模式與RGB和CMYK模式圖像不同，在索引色模式下圖像4、圖像的文件格式TIFF（*.TIF）這是一種通用的圖像格式，幾乎所有的掃描儀和多數(shù)圖像軟件都支持這一格式。該格式支持RGB、CMYK、Lab、IndexedColor（索引顏色）、位圖和灰度顏色模式，有非壓縮方式和LZW壓縮方式之分。同EPS、BMP等格式相比，其圖像信息最緊湊。質(zhì)量高，無損壓縮格式，原文件保存，失真小224、圖像的文件格式TIFF（*.TIF）224、圖像的文件格式BMP（*.BMP）它是標準的Windows及OS／2的圖像文件格式，Microsoft公司的BMP格式是專門為Windows3.x及后來版本的“畫筆”或“畫圖”建立的。該格式支持1～24位顏色深度，使用的顏色模式可為RGB、索引顏色、灰度和位圖等，且與設(shè)備無關(guān)。Windows系統(tǒng)里有個畫圖工具，默認格式為BMP，現(xiàn)在使用較少。234、圖像的文件格式BMP（*.BMP）234、圖像的文件格式EPS（*.EPS）該格式為壓縮的PostScript格式，是為在PostScript打印機上輸出圖像開發(fā)的。其最大優(yōu)點是可以在排版軟件中以低分辨率預(yù)覽，而在打印時以高分辨率輸出。主要用于激光打印機的輸出頁面描述。EPS格式支持Photoshop的所有顏色模式，但不支持Alpha通道。用戶在將圖像以EPS格式存儲時，可以選擇圖像預(yù)覽數(shù)據(jù)格式、圖像編碼格式等。244、圖像的文件格式EPS（*.EPS）244、圖像的文件格式GIF（*.GIF）該格式是由CompuServe提供的一種圖像格式。由于GIF格式可以使用LZW壓縮方式進行壓縮，因此它被廣泛用于通信領(lǐng)域和Internet的HTML網(wǎng)頁文檔中。不過，該格式僅支持8位圖像文件。壓縮比比較大的格式，適合在網(wǎng)絡(luò)上運行254、圖像的文件格式GIF（*.GIF）254、圖像的文件格式JPEG（*.JPG、*.JPE）JPEG是一種帶壓縮的文件格式，其壓縮率是目前各種圖像格式中最高的。但是，JPEG在壓縮時存在一定程度的失真，因此，在制作印刷品時最好不要選擇此格式。JPEG格式支持RGB、CMYK和灰度顏色模式，但不支持Alpha通道。該格式主要用于圖像預(yù)覽和制作HTML網(wǎng)頁。264、圖像的文件格式JPEG（*.JPG、*.JPE）264、圖像的文件格式PSD（*.PSD）該格式是Photoshop生成的圖像格式，可包括層、通道和顏色模式等信息，且該格式是唯一支持全部顏色模式的圖像格式。在保存圖像時，若圖像中含有層信息，則必須以PSD格式保存，若希望以其他格式保存，則必須在保存之前合并層。但是，由于PSD格式保存的信息較多，因此，其文件非常龐大。274、圖像的文件格式PSD（*.PSD）273.2圖像的獲取（1）從屏幕上捕獲。屏幕捕獲又稱“抓屏”，它是指將屏幕顯示的內(nèi)容以圖像文件的形式保存起來。（Snagit）（2）利用掃描儀獲得。通常情況下，當用戶購買掃描儀時，都配有相應(yīng)的驅(qū)動程序盤，利用該盤提供的軟件，用戶可掃描圖片并將其以某一種格式保存。（3）通過數(shù)碼相機、攝像機等途徑獲取圖像。283.2圖像的獲取（1）從屏幕上捕獲。屏幕捕獲又稱“抓屏”3.2圖像的獲?。?）從網(wǎng)上下載。Internet上的圖片資源十分豐富。要從網(wǎng)上下載信息，只需利用InternetExplorer、NetscapeNavigator等瀏覽器即可。（5）利用諸如Photoshop、CorelDRAW、Illustrator等軟件繪制。這些軟件不僅可以對圖像進行各種處理，而且還可以繪制圖像。（6）在播放VCD視盤時，從屏幕上捕獲。293.2圖像的獲?。?）從網(wǎng)上下載。Internet上的圖利用掃描儀獲取圖像1、掃描儀的結(jié)構(gòu)2、掃描儀的工作原理3、掃描儀的性能指標4、掃描儀的選用30利用掃描儀獲取圖像1、掃描儀的結(jié)構(gòu)301、掃描儀的結(jié)構(gòu)掃描儀的結(jié)構(gòu)：分為上蓋、原稿臺、光學成像和光電轉(zhuǎn)換部分、機械傳動部分組成。311、掃描儀的結(jié)構(gòu)掃描儀的結(jié)構(gòu)：分為上蓋、原稿臺、光學成像和光上蓋上蓋主要是將要掃描的原稿壓緊，以防止掃描燈光線泄露，并將光源反射回掃描儀內(nèi)。若上蓋沒有蓋好，掃描原件周圍的光線不能反射回掃描儀內(nèi)時，掃描后圖片中原稿的周圍會有產(chǎn)生黑影。掃描時，對上蓋用力也不能太大，以免將原稿臺的玻璃壓脫，或者壓住內(nèi)部的傳動部分，使掃描頭不能移動。32上蓋上蓋主要是將要掃描的原稿壓緊，以防止掃描燈光線泄露，并將原稿臺原稿臺主要是用來放置掃描原稿的地方，其四周設(shè)有標尺線以方便原稿放置，并能及時確定原稿掃描尺寸。中間為透明玻璃，稱為稿臺玻璃。在掃描時需注意確保稿臺玻璃清潔，否則會直接影響掃描圖像的質(zhì)量。另外，要特別注意在放置掃描原稿時不要損壞稿臺玻璃，要“輕拿輕放”。33原稿臺原稿臺主要是用來放置掃描原稿的地方，其四周設(shè)有標尺線以光學成像光學成像部分俗稱掃描頭，即圖像信息讀取部分，它是掃描儀的核心部件，其精度直接影響掃描圖像的還原逼真程度。它包括以下主要部件：燈管、反光鏡、鏡頭以及電荷耦合器件(CCD)。其主要作用就是將照射到其上的光圖像轉(zhuǎn)換成電信號。線性CCD傳感器34光學成像光學成像部分俗稱掃描頭，即圖像信息讀取部分，它是掃描光電轉(zhuǎn)換和機械傳動光電轉(zhuǎn)換部分是指掃描儀內(nèi)部的主板。它是一塊安置有各種電子元件的印刷電路板，是掃描儀的控制系統(tǒng)，在掃描儀掃描過程中，主要完成CCD信號的輸入處理，以及對步進電機的控制，將讀取的圖像以任意的解析度進行處理或變換所需的解析度。機械傳動部分主要是步進電機，由它驅(qū)動掃描頭前后移動。35光電轉(zhuǎn)換和機械傳動光電轉(zhuǎn)換部分是指掃描儀內(nèi)部的主板。它是一塊2、掃描儀的工作原理掃描時，將文稿待掃描一面朝下，平放在原稿臺上。光源將光線照射到待掃描的圖像原稿上，產(chǎn)生反射光，然后經(jīng)反光鏡組反射到線性CCD中。CCD圖像傳感器根據(jù)反射光線強弱的不同轉(zhuǎn)換成不同大小的電流，經(jīng)電路轉(zhuǎn)換處理后產(chǎn)生一行圖像數(shù)據(jù)。362、掃描儀的工作原理掃描時，將文稿待掃描一面朝下，平放在原2、掃描儀的工作原理同時，機械傳動機構(gòu)在控制電路的控制下，步進電機旋轉(zhuǎn)帶動驅(qū)動皮帶，從而驅(qū)動光學系統(tǒng)和CCD掃描裝置在傳動導軌上與待掃原稿做相對平行移動，將待掃圖像原稿一條線一條線的掃入，最終完成全部原稿圖像的掃描。372、掃描儀的工作原理同時，機械傳動機構(gòu)在控制電路的控制下，3、掃描儀的性能指標1）分辨率：可分為光學分辨率和最大分辨率(即插值分辨率)兩種。2）灰度級3）色彩位數(shù)383、掃描儀的性能指標1）分辨率：可分為光學分辨率和最大分辨光學分辨率（掃描儀的實際分辨率）光學分辨率即水平分辨率是掃描頭在水平方向內(nèi)所能獲得的掃描精度，其質(zhì)量由光電耦合器件決定；光學分辨率決定了掃描儀所能分辨掃描的圖像的清晰程度，用dpi(即每英寸點數(shù))來表示。例如：某掃描儀的分辨率為600dpi*1200dpi，其中600dpi為水平分辨率，1200dpi為垂直分辨率。目前掃描儀的光學分辨率已從原來的300dpi發(fā)展到600dpi、1000dpi、2000dpi，高檔掃描儀可達到4000dpi，最高達8000dpi。39光學分辨率（掃描儀的實際分辨率）光學分辨率即水平分辨率是掃描最大分辨率掃描儀的最大分辨率是通過掃描儀的驅(qū)動程序得到的，又叫最高分辨率或插值分辨率。比如一臺掃描儀的光學分辨率為600dpi，通過插值算法可使其最大分辨率達到9600dpi。透過軟件運算的方式，在兩個光學分辨率的像素間增加幾個新畫素，以仿真兩個鄰近的光學像素的階調(diào)值，因此以插值方式得到的分辨率，影像品質(zhì)會比光學分辨率差。選購掃描儀時應(yīng)考慮光學分辨率，而不是插值分辨率。40最大分辨率掃描儀的最大分辨率是通過掃描儀的驅(qū)動程序得到的，又2）灰度級灰度級表示圖像的亮度層次的范圍，灰度級數(shù)越多說明掃描儀生產(chǎn)的圖像的亮度的動態(tài)范圍越大，層次感越豐富。目前多數(shù)掃描儀的灰度是1024級?；叶燃壨ǔ１槐硎緸?0bit或12bit。其含義是該掃描儀具有使掃描生成的圖像的亮度從純黑到純白之間平滑過渡的能力。412）灰度級灰度級表示圖像的亮度層次的范圍，灰度級數(shù)越多說明掃3）色彩位數(shù)在計算機屏幕和紙張上是通過RGB(紅綠藍)三基色按不同比例合成的方法來模擬出與自然界的色彩一致的效果。計算機用不同位數(shù)的二進制數(shù)來存儲不同灰度級的某種基色。例如，使用8位二進制數(shù)來表示紅色，則可以得到256種灰度級的紅色。當它與8位綠色、8位藍色合成時，就可以得到1670萬種顏色，即真彩色。此時的彩色實際上是使用了3*8=24位二進制數(shù)據(jù)來表示的。因此，我們也稱其為24位彩色。423）色彩位數(shù)在計算機屏幕和紙張上是通過RGB(紅綠藍)三基色4、掃描儀的使用（1）打開掃描儀和計算機電源，運行掃描軟件。（2）打開掃描屬性設(shè)置窗口進行分辨率、大小、色彩等方面的設(shè)置。（3）把需要掃描的圖片或文件面朝下放置在掃描儀的玻璃板上，然后蓋好蓋。（4）單擊掃描窗口中的“預(yù)覽”按鈕，掃描儀開始進行預(yù)掃描，調(diào)整虛線框可變化掃描區(qū)域。（5）選擇好掃描區(qū)域后，單擊“掃描”按鈕。（6）掃描完畢后，保存圖像。434、掃描儀的使用（1）打開掃描儀和計算機電源，運行掃描軟件。用掃描儀錄入圖像用掃描儀錄入文本并識別具體演示44用掃描儀錄入圖像具體演示44案例—掃描儀錄入文字的高級設(shè)置當原稿質(zhì)量不好時，識別可能就會出錯。常見的情況有這樣一些：原稿字符顏色太淺或底色太深原稿紙張?zhí)?，反面的文字圖形透出原稿字符太小原稿文字印刷發(fā)生傾斜45案例—掃描儀錄入文字的高級設(shè)置當原稿質(zhì)量不好時，識別可能就會原稿字符顏色太淺或底色太深(a)正常原稿(b)淺色原稿(c)深色原稿46原稿字符顏色太淺或底色太深(a)正常原稿(b)淺色原稿(原稿字符顏色太淺或底色太深由于文字識別軟件在識別字符時，需要做圖像的二值化處理，即將文稿以黑白兩種狀態(tài)表示，非黑即白。在掃描時或識別時，是系統(tǒng)自動確立了一個閾值，亮度低于此值的點會被以黑色填充，而亮度高于此值的點會被以白色填充。47原稿字符顏色太淺或底色太深由于文字識別軟件在識別字符時，需要原稿字符顏色太淺或底色太深若原稿為白紙黑字，有較大的反差，則二值化處理時會得到正常的圖像，但是當原稿是彩色印刷品時，可能字符很淺，則有可能字符和背景都被白色填充，當原稿底色很深時，則可能字符和背景都被黑色填充。解決方法：調(diào)整分辨率、對比度48原稿字符顏色太淺或底色太深若原稿為白紙黑字，有較大的反差，則原稿紙張?zhí)?，反面的文字圖形透出這種情況下，反面的圖形文字會出現(xiàn)在掃描后的電子圖片中，成為圖像噪聲，影響文字的識別。解決方法：調(diào)整亮度和對比度49原稿紙張?zhí)?，反面的文字圖形透出這種情況下，反面的圖形文字會原稿字符太小解決方法：提高分辨率。在掃描圖像時，掃描分辨率設(shè)得越高，生成的圖像的效果就越精細，生成的圖像文件也越大，但插值成分也越多。

50原稿字符太小解決方法：提高分辨率。50原稿文字印刷發(fā)生傾斜這種情況通常在掃描復印件時出現(xiàn)。由于