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1、第5章 数字图像处理技术与 PhotoShop CS4实验,5.1 多媒体数字图像处理技术 5.2 Photoshop CS4界面与工具 5.3 PhotoShop CS4基本实验 5.4 PhotoShop综合实验：“Hello World”,5.1多媒体数字图像处理技术,5.1.1图像与数字图像,5.1.2 图像的表示,1.空间图像与平面图像的形式化表示空间图像函数可表示为：I = f(x,y,z,t)，平面图像函数g可表示为：g= f(x,y,t)， 其中，I为像素的光强度。2.二维平面图像的矩阵表示二维平面图像有若干个点组成，纵横的若干个点的值组成图像的矩阵，矩阵中的每一个元素就是像素
2、值。数字图像中的每一个像素对应于矩阵中相应的元素。把数字图像表示成矩阵的优点在于能应用矩阵理论对图像进行分析处理。,一幅M N的数字图像可用矩阵表示为：,5.1.3 图像的数字化过程,数字化(digitizing)是将一幅图像从其原来的形式转换为数字形式的处理过程。“转换”是非破坏性的，因原始图像未被破坏掉。数字化的逆过程是显示(display)，即由一幅数字图像生成一幅可见的图像，常用的等价词有“回放”和“图像重建”。图像数字化的目的是把真实的图像转变成计算机能够接受的显示和存储格式，更有利于计算机进行分析处理。图像的数字化过程分为采样、量化与编码三个步骤。,1.图像的采样 图像采样就是将二
3、维空间上连续的图像用许多等距的水平线与竖直线分割成网状的过程。网状中的每个小方形区域称为像素点，像素点是计算机生成和再现图像的基本单位，通过像素点的亮度值或色彩值来表示图像。,在进行采样时，采样点的间隔的选取决定了采样后的图像是否能真实地反映原图像的程度。一般说来，原图像中的画面越复杂，色彩越丰富，则采样间隔应越小。根据信号的采样定理，要从取样样本中精确地复原图像，采样的频率必须大于或等于源图像最高频率分量的2倍。,2. 图像的量化 把采样后所得到的这些连续量表示的像素值离散化为整数值的操作叫量化。把在图像量化时所确定的离散取值的个数称为量化等级(Quantization Levels)，它实
4、际表示的是图像所具有的颜色总数或灰度值。量化字长（也称颜色深度） 量化字长越大，所得到的量化级数也就越多，则越能真实地反映原有图像的颜色。,5.1.4 图像的压缩与编码,1图像信息为什么能压缩图像信息之所以能进行压缩是因为信息本身通常存在很大的冗余量人的视觉和听觉对某些信号(如颜色，声音)不那么敏感的生理特性。,图5-4 连续的几帧画面存在着相似性,数字化图像的存储，以磁盘文件形式保存，称为图像文件。图像文件的大小与图像的分辨率和图像颜色深度（量化字长）有关。图像分辨率越高，图像颜色深度越大，则图像的质量越好，图像的存储容量也就越大。一幅未经压缩的图像文件的存储容量可以按照下面的公式进行估算：
5、图像存储容量（字节）=分辨率颜色深度/8,2.数据压缩与编码分类 （1）数据压缩的分类 有损压缩 无损压缩（2）经典压缩编码 预测编码 变换编码 统计编码（3）其它编码方法,5.1.5 图像处理中的色彩模型,图5-5 光的色散实验原理,1.色彩的三要素亮度、色度和饱和度色调：物体的色调与光波的波长有关，不同的波长反映不同的颜色感。饱和度（Saturation）是指颜色的纯度，或者说是指颜色的深浅程度，即掺入白光的程度。对于同一色调的彩色光，饱和度越深颜色越鲜明，或越纯。,图5-6 色调的饱和度,2.什么是色彩模型色彩空间,图5-7 色彩空间是一个三维的模型,3.色域（Color gamut）色
6、域是一个彩色系统能够显示或打印的颜色范围,图5-8 三种彩色模型的色域颜色范围,4. RGB模型三基色（tri-chrominance primary）原理,5. HSL模型 H为颜色的色调，改变数值可生成不同的颜色表示；S为颜色的饱合度，可使颜色变亮或变暗；L为颜色的亮度参量。,图5-10 Windows“画图”程序中提供的HSL模型,6. CMYK模型 彩色打印机和彩色印刷都是采用CMYK模型实现彩色输出的。,图5-11 四色印刷基于C、M、Y、K四种颜色叠印的原理,7.Lab模型,图5-12 Lab模型,5.1.6 位图绘画与数字化绘图板,图5-14 数字化绘图板,位图绘画，就是使用绘图
7、工具在绘图软件中进行图像处理与编辑，是在屏幕上画出每一个像素的过程。数字化绘图板是提供绘画创作人员的压感输入型设备，其类型可分为标准型或嵌入显示器型,5.1.7 图像文件格式,图5-15 常用的图像文件格式,1. BMP2. JPEG3. GIF4. PSD格式5. TIFF格式6. PNG格式7其他格式,5.2 Photoshop CS4界面与工具,5.2.1 Photoshop CS4界面,1.菜单栏2.工具箱3.工具选项栏4.状态栏5.画布窗口6.浮动控制面板,5.2.2工具箱的使用,5.2.3 理解Photoshop的三大核心功能图层、通道、蒙版,1.图层（Layer）,图5-36 图
8、层的概念,2.通道（Channel）,图5-20 通道窗口,通道层同一个图像层之间最根本的区别在于：图层的各个象素点的属性是以红绿蓝三原色的数值来表示的，而通道层中的象素颜色是由一组原色的亮度值组成的。或者说，通道中只有一种颜色的不同亮度，是一种灰度图像。,3.蒙版（mask） 蒙版是一种特殊的选区，目的是要保护选区的图像不被操作。 在Photoshop CS中，主要包括通道蒙版、快速蒙版和图层蒙版3种类型的蒙版。,5.3 PhotoShop CS4基本实验,5.3.1 实验1：齿轮的制作1.实验目的通过实例的学习，掌握PhotoShop工具箱多种工具的使用、以及“图层样式”和“滤镜”的使用方
9、法。2.实验内容 制作一个具有金属质感的齿轮。,3.实验步骤 （1）齿轮基本造形,（2）齿轮填充,（3）制作齿轮轴心 （4）以“齿轮.psd”为文件名存盘。,实验5-2：奇妙的滤镜高尔夫球的制作1.实验目的了解常用滤镜的相关知识以及功能，通过实例的学习，进一步掌握Photoshop CS中滤镜的使用方法，同时能应用相关的滤镜创建图像特效。2.实验内容 综合运用“玻璃”、“渲染”、“球面化”等多种滤镜特效来完成“高尔夫球”特效制作。,3.实验步骤 （1）高尔夫球的基本造形,（2）进行球面化、光晕、投影处理,（3）设置背景（4）以“高尔夫球.psd”为文件名存盘,实验53 图像合成图层蒙版的使用1
10、.实验目的通过实例的学习，用图层蒙版实现图像合成，掌握图层蒙版的初步使用。2.实验内容 使用图层蒙版和图层编辑，使两幅图像合为一体，制作“图像合成”效果。,图层蒙版的使用的结果,图5-62 图像素材,图5-68 合成后的图像效果,3.实验步骤 （1）导入素材林荫道.jpeg”和“老虎.jpeg”,（2）设置蒙板（3）遮盖老虎轮廓之外的部分,（4）合并图层（5）以“老虎.psd”为文件名存盘,5.4 PhotoShop综合实验：“Hello World”,1.实验目的通过实例，学习选区、添加文字和蒙版的综合使用。2.实验内容 制作文字“Hello World”环绕地球的效果。,3.实验步骤 (1）制作地球,（2）制作环绕地球的文字,（3）添加蒙版（4）以“Hello World.psd”为文件名存盘,图5-81 文字环绕地球的效果,
