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#图像处理 #图形 #image #visualization #translation #vector

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本文介绍数字图像处理的基础概念和技术，包括位图与矢量图的区别、图像颜色深度、辅助分析工具如直方图、色品图及亮度图的使用方法，并讲解了常见的图像处理操作，如阈值、对比度调整等。

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图像处理之基本概念和思想

作者: 刘鹏

日期: 2009-08-14

本文介绍了数字图像处理的基本概念和思想，建立图像处理的基本思路。

数字图像表示¹

数字图像有两种表示方式，一是矢量图像(Vector Image)，二是位图图像 (Bitmap/raster Image)。

矢量图像(Vector Image)，使用点、线、曲线、多边形等几何形状，加上它们的位置、尺寸等属性信息表示图像。显示图像时要转换成位图图像，这个过程称为栅格化(rasterization)。矢量图像的优点是放大、缩小不会影响图像质量，多用于表示字体, Logo等图像。

位图图像(Bitmap/raster Image)是一个数组，每个元素是一个像素 (pixel)，像素值对应的是该像素点的颜色。位图也是图像在计算机内存中的表达方式。

颜色深度，最多支持多少种颜色，一般是用“位”来描述的。如 1位、2位、4位、 8位(索引)、16位(565或者655)、24位(RGB)、32位(RGBA)等。

辅助分析工具¹

用多种方式可视化图像数据会为数字图像处理带来很大的帮助，常用的辅助工具有直方图 (Histogram)、色品图 (Chromaticity Diagram) 和亮度图 (Luminance Profile)。

直方图 (Histogram)

A histogram shows the distribution of low/high (dark/light) samples within an image.

The bars in the left portion of the histogram shows the amount of dark/shadow samples in the image, in the middle the mid-tones are shown and to the right the highlights.

A low contrast image will have a histogram concentrated around the middle. A dark image will have most of the histogram to the right, a bright image uses mostly the right hand side of the histogram, while a high contrast image will have few mid-tone values; making the histogram have an U shape.

色品图 (Chromaticity Diagram)

A chromaticity diagram tells us about the color distribution and saturation in an image. All pixels are plotted inside a color circle, distance to center gives saturation and angle to center specifies hue. If the white balance of an image is wrong it can most often be seen by a non centered chromaticity diagram.

亮度图 (Luminance Profile)

A luminiosity profile is the visualization of the luminance along a straight line in the image. The luminance plot allows a more direct way to inspect the values of an image than a histogram does.