數(shù)字圖像概述

圖像是指繪制、攝制或印制的形象。圖像處理就是將客觀世界中的物體映射成數(shù)字化圖像，然后用數(shù)學(xué)方法通過(guò)編程在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行處理、存儲(chǔ)和顯示輸出，使其變成一幅新的、更好的圖像，是數(shù)字媒體技術(shù)所涉及的一種重要的應(yīng)用形式。

（1）分辨率

圖像分辨率是指組成一幅圖像的像素密度，是衡量圖像質(zhì)量的最基本標(biāo)準(zhǔn)。分辨率用單位面積內(nèi)水平和垂直方向所包含的像素?cái)?shù)來(lái)表示，即每英寸多少點(diǎn)( dpi) 。對(duì)同樣大小的一幅圖像，組成該圖像的像素?cái)?shù)目越多，則圖像的分辨率越高，圖像看起來(lái)就越細(xì)膩、逼真。

還有另外一個(gè)概念——顯示分辨率，它是指顯示屏幕能夠顯示的像素?cái)?shù)目。

例如，顯示分辨率為1024×768像素，即表示屏幕分成768 行（垂直分辨率），每行能顯示1024個(gè)像素（水平分辨率）。這樣，整個(gè)屏幕就包含786432個(gè)顯示像素點(diǎn)。顯示設(shè)備能夠顯示的像素越多，說(shuō)明其分辨率越高，顯示的圖像質(zhì)量就越高。

        圖像分辨率與顯示分辨率是兩個(gè)不同的概念。圖像分辨率確定的是組成一幅圖像像素的數(shù)目，而顯示分辨率則表示能顯示圖像的區(qū)域大小。當(dāng)圖像分辨率大于顯示分辨率時(shí)，在屏幕上只能顯示圖像的一部分；當(dāng)圖像分辨率小于顯示分辨率時(shí)，顯示的圖像只占屏幕的一部分。

（2）色彩模式        

色彩模式是顏色描述的一種方法，也稱為顏色空間。在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，表示圖像的顏色常常涉及不同的顏色空間，如RGB 顏色空間、CMY 顏色空間、YUV 顏色空間等。從理論上講，任何一種顏色都可以在上述顏色空間中精確地進(jìn)行描述。但是，不同的顏色空間有不同的特點(diǎn)，分別有各自的應(yīng)用場(chǎng)合。因此，數(shù)字圖像的生成、存儲(chǔ)、處理及顯示都對(duì)應(yīng)不同的顏色空間。

① RGB 顏色空間        

利用紅（Red）、綠（Green）、藍(lán)（Blue）這3 種顏色來(lái)表示所有顏色的方法稱為RGB顏色空間。在RGB 顏色空間中，彩色圖像都用R、G、B 這3 個(gè)分量來(lái)表示，分別對(duì)應(yīng)紅、綠、藍(lán)這3 種顏色。彩色顯示器就使用3 種不同強(qiáng)度的電子束，使屏幕內(nèi)壁覆蓋的紅、綠、藍(lán)熒光材料發(fā)光，并根據(jù)3 個(gè)分量的不同比例合成所需要的顏色。所以，無(wú)論計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的中間過(guò)程采用什么形式的顏色空間，信息輸出時(shí)，必須轉(zhuǎn)換成RGB顏色空間來(lái)表示。

② CMY 顏色空間

利用青（Cyan）、品紅（Magenta）、黃（Yellow）3 種顏色來(lái)表示所有顏色的方法稱為CMY 顏色空間，是另一種基于顏色減法混色原理的顏色模型。在工業(yè)印刷中，它描述的是需要在白色介質(zhì)上使用何種油墨，通過(guò)光的反射顯示出顏色的模型。根據(jù)三基色原理, 油墨或顏料的三基色選擇青色、品紅色和黃色就可以按不同比例混合成任何一種顏色。

③ YUV 顏色空間

在現(xiàn)代彩色電視系統(tǒng)中，通常采用三管彩色攝像機(jī)或彩色CCD（電荷耦合器件）攝像機(jī)，這些設(shè)備把攝取的彩色圖像信號(hào)經(jīng)過(guò)分色、放大和校正得到R、G、B 三基色，再經(jīng)過(guò)矩陣變換得到亮度信號(hào)Y 和兩個(gè)色差信號(hào)U（R -Y）與V（B -Y），最后發(fā)送端將這3個(gè)信號(hào)分別進(jìn)行編碼，用同一信道發(fā)送出去，這就是所謂的YUV 顏色空間。電視圖像一般都采用Y、U、V這3個(gè)分量來(lái)表示，即一個(gè)亮度分量和兩個(gè)色差分量。由于亮度和色度是分離的，因而解決了彩色和黑白顯示系統(tǒng)的兼容問(wèn)題。如果只有Y 分量而沒有U或V分量，所顯示的圖像就是黑白圖像。