数字图像处理 一 图像表示

1.图像文件格式及特点

（1）矢量图

存储画图指令，优势是缩放不会拉伸变形，但很难获得，应用受限。

（2）位图 Bitmap

通过光栅化获得，优势是容易获得，缺点是容易出现模糊/走样现象。

光栅化：将几何图形转换为像素网格表示

 ①GIF

八位索引图（每通道8bit），每个像素存储一个索引值0-255，一共256种颜色；

具有抖动特性；具有动画和透明特性；

抖动：像素索引位数较少时，可以混合两个颜色产生另一个颜色

动画：多帧

透明：不遮盖

 

②JPEG

16位索引图，无需抖动，适合颜色丰富的图片；

能一次存储大量图片；

有损压缩，可能造成边缘模糊和像素值改变；

假设一张JPEG图片，为RGB三通道，那么颜色种类一共有：2^16*2^16*2^16种，颜色丰富

 

③PNG

无损压缩， 基于zip压缩算法，适用于视觉处理中间结果；

可以存储半透明图像，多一个透明度通道alpha（0完全透明-1完全不透明，非必要）；

④BMP

无压缩，占用存储空间大；

可以编制索引，适用于颜色较少时，类似于GIF；可以不编制索引，直接存储BGR，适用于颜色较多时；

分为DIB（设备无关位图）/DDB（设备相关位图）；

默认存储BGR而非常规的RGB；

2.图像在逻辑上的表示/内存数据格式：

逻辑表示：基于像素pixel 空间（x,y)+颜色（R,G,B)/灰度值

内存数据格式：和前面介绍的图像文件格式一样，包括矢量图和位图。

几个重要概念：

像素深度：存储每个像素所用的位数；

图像深度：存储每个像素颜色所用的位数，也叫色深；

所以，像素深度=图像深度+描述其他属性（如透明度）所用的位数，即像素深度>=图像深度；

 

位深：像素每个通道的位数；

注意区分：

像素深度和图像深度都是描述像素的，而位深是描述通道的，每个像素可能有一个或多个通道；

 

假如色深为8，那么颜色种类有2^8种；假如位深为8，且为3通道，那么颜色种类有2^8*2^8*2^8种。

3.程序访问图像的数据

//Scan Pixels in ROI
void scan_roi_pixels(MyImage &img,int x,int y,int roi_width,int roi_height)
{
    scan_pixels(get_pixel(img,x,y),roi_width,roi_height,img.step,img.nc());
    //img.step:每行字节数 img.nc()通道数
}

//Scan Pixels
void scan_pixels(uchar *data,int width,int height,int step,int nc)
{
    uchar *row=data;
    for(int yi=0;yi<height;++yi,row+=step)
    {
        uchar *px=row;
        for(int xi=0;xi<width;++xi,px+=nc)
        {
            //address pixel(xi,yi)
        }
    }
}

//Get Pixel
//img.type=CV_8UC3:8位无符号，3通道
uchar* get_pixel(const MyImage &img,int x,int y)
{
    return (uchar*) img.data+y*img.step+x*3;
}
//img.type=CV_32SC3:32位带符号，3通道
int* get_pixel(const MyImage &img,int x,int y)
{
    return (int*)(char*)img.data+y*img.step+x*3*4;
}
//若为8*n位 return img.data+y*img.width*nc*n+x*nc*n; 若图像有其他填充，这样写不对。