数字图像中的若干概念
数字图像中的若干概念
1. 模拟图像
模拟图像是通过某种物理量（光、电等）的强弱变化来记录图像上各点的亮度信息的图像，例如模拟电视图像。
2. 数字图像
数字图像是完全用数字（即计算机存储的数据）来记录图像亮度信息的图像。
3. 数字图像处理
所谓数字图像处理（Digital Image Processing），就是指用数字计算机及其他相关的数字技术，对数字图像施加某种或某些运算和处理，从而达到某种预期的处理目的。
4. 数字图像的存储本质
从本质上讲，图像数据在计算机内存或硬盘中是以字符型数据存在的。
5. 位映像
位映像，即是指一个二维的像素矩阵。
6. 位图
位图就是采用位映像方法显示和存储的图像。
7. 数字图像显示
一幅图像的显示就是将图像的像素映射到屏幕的像素上并显示一定的颜色。
8. 灰度图像的矩阵表示
灰度图像的像素数据就是一个矩阵，矩阵的行对应图像的高（单位为像素），矩阵的列对应图像的宽（单位为像素），矩阵的元素对应图像的像素，矩阵元素的值就是像素的灰度值。
9. 位图的保存
不但要保存图像的位图数据矩阵，还要将每个像素的颜色保存下来，颜色的记录是利用颜色表来完成的。
10. 颜色表
颜色表，也叫颜色查找表，是图像像素数据的颜色索引表。
11. 真彩色图像的颜色表
真彩色图像的每个像素占储存空间为3个字节（24位），分别对应R、G、B三个分类，每个像素的值已经将该像素的颜色的记录下来了，不再需要颜色表。因此，24位真彩色图像没有颜色表。
12. 彩色空间
彩色空间是用来表示彩色的数学模型，又被称为彩色模型，常用的有RGB、CMY和HIS三种彩色空间。
13. RGB彩色空间
由RGB三基色为坐标形成的空间称为RGB彩色空间。
在RGB彩色空间中，彩色图像每一像素的颜色可由红（R）、绿（G）、蓝（B）三种颜色合成，每种颜色分类被认为划分为0~255共256个等级，三种颜色的组合共能表示256×256×256种颜色。
灰度图像的每一像素的红、绿、蓝分量相等，随着分量数值的增大，像素颜色从黑色变成白色。
图1. RGB彩色空间
在RGB彩色空间中，任意彩色光的配色方程如式（1）所示
L=r[R]+g[G]+b[B] (1)
其中，r[R]、g[G]、b[B]为彩色光L的三基色分量或百分比。该配色方程并不表示真正的数学计算，只是表示一种组合或索引关系。
14. CMY彩色空间
油墨和颜料的三基色是CMY（Cyan/Magenta/Yellow，青/洋红/黄），由于油墨和颜料用的越多，颜色越暗，所以将CMY称为三减色，而RGB称为三加色。
理论上将，等量的CMY可以合成黑色，但实际上纯黑色是很难合成出来的，所以彩色印刷机和彩色打印机要提供专门的黑色油墨，被人们称为四色印刷，四色印刷的彩色模型为 CMYK模型。
图2. CMY彩色空间
15. HIS彩色空间
HIS彩色空间由色调（Hue）、饱和度（Saturation）和强度（Intensity）组成。
色调（Hue）表示颜色，颜色与彩色光的波长有关，将颜色按红橙黄绿青蓝紫顺序排列定义色调值，并且用角度值（0º～360º）来表示。例如红、黄、绿、青、蓝、洋红的角度值分别为 0º、60º、120º、180º、240º 和300º。
饱和度（Saturation）表示色的纯度，也就是彩色光中搀杂白光的程度。白光越多饱和度越低，白光越少饱和度越高且颜色越纯。饱和度的取值采用百分数（0%～100%），0%表示灰色光或白光，100%表示纯色光。
强度（Intensity）表示人眼感受到彩色光的颜色的强弱程度，它与彩色光的能量大小（或彩色光的亮度）有关，因此有时也用亮度 Brightness 来表示。
通常把色调和饱和度统称为色度，用来表示颜色的类别与深浅程度。
HSI彩色描述对人来说是自然的、直观的，符合人的视觉特性，且是开发基于彩色描述的图像处理方法的一个较为理想的工具。
图3. HSI彩色空间
RGB彩色空间可以向HIS彩色空间转换。
16. 图像文件格式
图像数据在文件中的存储顺序和结构称为图像文件格式。
17. BMP文件
BMP文件是Windows 操作系统所推荐和支持的图像文件格式，是一种将内存或显示器的图像数据不经过压缩而直接按位存盘的文件格式，所以称为位图（bitmap）文件，因其文件扩展名为BMP，故称为BMP文件格式，简称 BMP文件。