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素材编号:
348437
素材软件:
PowerPoint
素材格式:
.ppt
素材上传:
yangyiner
上传时间:
2019-04-28
素材大小:
1.24 MB
素材类别:
其他PPT
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图形图像处理ppt

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这是图形图像处理ppt,包括了图形图像处理系统,颜色模型,图形图像显示系统,输入输出设备,典型应用软件,MatLab软件简介等内容,欢迎点击下载。

第2章  图形图像处理基础
本章目标
了解图形图像硬件系统及相关设备
掌握显示系统基本原理
掌握颜色表示模型
初步认识MatLab软件
主要内容
2.1     图形图像处理系统
2.2     颜色模型
2.3 图形图像显示系统
2.4   输入输出设备
2.5     典型应用软件
2.6      MatLab软件简介
2.1 图形图像处理系统
一、概述
1. 图形图像处理系统是执行处理、分析、理解图形图像信息任务的计算机系统。
2. 主要包括:输入设备、输出设备、处理机、存储设备和交互设备。
二、系统结构图
2.1 图形图像处理系统
三、图形图像处理系统功能
1. 处理功能。实现基本的图形图像处理应用,包括点、线、面的生成,图形的求交,基本几何变换,图像变换,图像增强等。
2. 存储功能。存储图形图像数据。数据包括图像的物理数据,图形的几何数据、属性数据等。
3. 交互功能。通过人机交互操作(修改、编辑等)图形图像以得到满意的结果。
4. 输入功能。图形图像数据输入到计算机。
5. 输出功能。将图形图像处理结果输出到屏幕或打印设备。
2.2 颜色模型
一、色度学基本概念
1. 颜色视觉:研究人的色觉现象和产生规律
2. 色度学:用数学物理的方法研究颜色
3. 颜色和彩色:颜色分为彩色和灰色(黑和白间的变化色)
4. 人对彩色的表征量:亮度、色调和饱和度
(1)亮度(brightness):明暗程度
(2)色调(hue):反映了色彩的类别
(3)饱和度(saturation):指颜色的深浅,取决于彩色光中混入白光的数量
5. 色度:色调和饱和度合称为色度,既表明颜色类别又表明颜色深浅。
2.2 颜色模型
二、三基色
1. 三色学:人眼的视网膜中存在三种椎体细胞,含有不同的色素,对光的吸收和反射特性不一样,对不同的光就有不同的颜色感觉。三者共同作用使人产生颜色感觉。
2. 颜色模型:三基色
            用三个分量来描述颜色。任意互不相关的三种颜色量(任意两种的组合不能产生第三种颜色)构成了颜色空间的一组基,称为三基色。最常用的三基色是红色、绿色与蓝色。三基色通过适当的混合能产生所有的颜色。
3. 分类
  (1)面向硬件:RGB、CMY模型
  (2)面向用户:和人的视觉生理有关,如HSV模型。
2.2 颜色模型
4. RGB模型
         每一种颜色由R、G、B三个分量值构成,在真彩色系统  中,每个分量取值0。。。255(即256种情况)。
   面向硬件设备,如摄像机、扫描仪和投影仪等。
5. CMY三基色
三补色: 蓝绿(C, cyan),品红(M, magenta),黄(Y, yellow)
用于彩色打印,与RGB关系:
2.3 图形图像显示系统
一、主要组成
1. 显示设备:显示器
2. 视频控制器:控制显示设备(有的含图形加速处理器),通过访问帧缓存来刷新屏幕
3. 显示缓冲器:保存图像的内容。包含帧缓存、深度缓存等。可以在内存或显示控制器中。
2.3 图形图像显示系统
二、光栅扫描显示系统
1. 基本原理
      电子束按固定的扫描线和扫描顺序从左到右、自上而下进行扫描。
2. 基本组成
       帧缓冲存储器(Frame Buffer)
       视频控制器(Video Controller)
       显示处理器(Display Processor)
       CRT(或液晶LCD)显示器
2.3 图形图像显示系统
3. 基本概念
扫描线:一条水平线
帧(frame):1次扫描生成的图像
水平回扫期:水平线间的回扫期
垂直回扫期:帧间的回扫期
2.3 图形图像显示系统
2.3 图形图像显示系统
三、帧缓冲存储器(简称帧缓存)
1. 作用:存储屏幕上像素的颜色值。帧缓存中单元数目与显示器上像素的数目相同,单元与像素一一对应,各单元的数值决定了其对应像素的颜色。
2. PC机中显存中的部分存储单元。
3. 显示颜色的种类与帧缓存中每个单元的位数有关
如:黑白显示系统的帧缓冲器的每个单元只需一位。
2.3 图形图像显示系统
4.  帧缓存容量计算
分辨率M*N、颜色个数K 与缓存大小V 的关系
说明
一般像素颜色用RGB三基色表示
若每个帧缓存中每个存储单元有24位(每种基色占8位)即显示系统最多可表示产生224种颜色(24位真彩色)
例:颜色为真彩色、分辩率是1024×1024的显示器,需要
   1024×1024 × log2224 /8 =3兆字节
2.3 图形图像显示系统
四、视频控制器
1. 功能
建立帧缓存与屏幕像素之间的一一对应关系,负责刷新
2. 逻辑结构
3. 工作原理
            刷新周期开始,依扫描次序取出帧缓存单元的数值,  放入像素值寄存器,用来控制像素的颜色,然后X的地址寄存器的地址加一,如此重复,直到该扫描线上的最后一个像素,转下行,X置0,Y加1。
2.3 图形图像显示系统
五、显示处理器
1. 作用:代替CPU完成部分图形处理功能,如扫描转换、几何变换、裁剪、光栅操作、纹理映射等等。
2. 具有专用显示处理器的光栅显示系统的结构
2.4 输入输出设备
一、输入设备
    1. 常规:鼠标、键盘、扫描仪、数码相机
    2. 3维:数据手套,空间球
二、输出设备
   1. 常规:显示器、打印机和绘图仪
   2. 其它:触摸屏,既是输出也是输入设备。3D显示器
2.5 典型应用软件
一、AutoCAD
1.  AutoCAD是美国Autodesk公司推出的通用CAD和设计软件包。
2. 主要功能
(1)既可交互式绘图,也可实现自动绘图(编程方式)。
(2)具有开放的体系结构,易于二次开发。
(3)可通过标准的或专用的数据格式与其他CAD/CAM系统进行数据交换。
(4)具有三维绘图、实体造型和显示功能。
2.5 典型应用软件
2.5 典型应用软件
三、CorelDRAW
          加拿大Corel公司开发的全面的平面图形图像解决方案软件包。
主要包括:
    1.  CorelDRAW 矢量绘图;
    2.  Corel Photo-paint 图像处理软件,与Photoshop类似;
    3.  Corel RAVE 矢量动画制作和剪辑动态图像。
2.5 典型应用软件
四、Photoshop
     是Adobe公司旗下最为出名的图像处理软件之一。
     从功能上看,Photoshop可分为图像编辑、图像合成、校色调色及特效制作部分。
     图像编辑:几何变换、修补、修饰等;
     图像合成:多幅图像合成,使得图像与创意很好融合; 
     校色调色:图像的颜色进行明暗、色编的调整和校正;
     特效制作:主要由滤镜、通道及工具综合应用完成。如油画、浮雕、石膏画、素描等常用的传统美术技巧 。
2.5 典型应用软件
五、Flash
          是Macromedia公司发布的网络动画创作工具。可以将音乐、声效、动画以及界面融合在一起,制作出网页动态效果。
          主要功能:
     1. 做动画 2. 制作网页广告、教程等 3. 开发软件如:FLASH留言本等 4. 开发FLASH游戏 5. 做课件
2.6 MatLab简介
一、 MatLab概述
1. 简介
由美国MathWorks公司推出的计算软件
目前最优秀的科学计算与数学应用软件之一
Matrix Laboratory (矩阵实验室)的简称
2. 软件功能
矩阵代数、微积分、应用数学、有限元法及科学计算
信号与系统、神经网络、小波分析及其应用
数字图像处理、计算机图形学
电子线路、电机学、自动控制与通信技术、物理、力学和机械振动。。。
2.6 MatLab简介
3. MatLab的优点
容易使用
可以由多种操作系统支持
丰富的内部函数
强大的图形和符号功能
可以自动选择算法
与其他软件和语言有良好的对接性
控制外观,主要有线宽、线型和颜色
4. MatLab的缺点
运行效率较低,因为MatLab是一种解释语言。
价格比较贵。
2.6 MatLab简介
二、MatLab用户界面
1. 组成:主菜单、工具栏和窗口
(1) MatLab 的主菜单
(2) MatLab  的工具栏
包括新建文件、打开文件、剪切、复制和粘贴等常用图标    同时,MatLab 的工具栏适时显示MatLab 的当前路径,用户还可以通过工具栏来改变当前路径
2.6 MatLab简介
(3) MatLab  的窗口
打开MatLab,默认打开的窗口包括:
    <1> 命令窗口(Command Window);
  <2> 命令历史窗口(Command History);
  <3> 工作间管理窗口(Workspace);
 <4> 当前路径窗口(Current Directory)
此外,还有编译窗口、图形窗口和帮助窗口等其他种类的窗口 。
2.6 MatLab简介
<1>  命令窗口(Command Window)
     作用:输入并执行命令(函数),同时显示运行结果      
     设置:在默认设置下,命令窗口自动显示于MatLab界面中,如果用户只想调出命令窗口,也可以选择Desktop | Desktop Layout | Command Window Only命令。MatLab 7用户界面的右侧窗口就为命令窗口。
2.6 MatLab简介
<2> 命令历史窗口(Command History)
命令历史窗口显示用户在命令窗口中所输入的每条命令的历史记录,并标明使用时间,这样可以方便用户的查询。
如果用户想再次执行某条已经执行过的命令,只需在命令历史窗口中双击该命令。
2.6 MatLab简介
<3> 工作间管理窗口(Workspace)
工作间管理窗口就是用来显示当前计算机内存中MatLab变量的名称、数学结构、该变量的字节数及其类型。
在默认设置下,工作间管理窗口自动显示于MatLab界面中。
双击变量可以查看其值
2.6 MatLab简介
<4> 当前路径窗口(Current Directory)
在默认设置下,当前路径窗口自动显示于MatLab界面中,用户也可以选择Desktop| Current Directory命令调出或隐藏该命令窗口。
当前路径窗口显示当前用户工作所在的路径。用来搜索文件。
设置文件搜索路径。选择MatLab的
主窗口中File | Set Path命令 ,进入到
设置路径搜索的对话框 ,
用户可以设置新的路径
2.6 MatLab简介
三、命令窗口的使用
1. 直接输入法:
      >> 3*30+3*35
      ans =
           195
2.6 MatLab简介
3. 矩阵(数组)计算
(1) 矩阵运算:*,+,-(矩阵行列必须满足运算要求)
(2)矩阵元素生成
<1>直接赋值(逐个元素输入)
     >> a1=[1 2 3 4;-1 0 5 -2]
           a1=
                1  2  3  4
               -1  0  5  -2
     >> a2=[2 3;-2 2; 3 0; 1 -1]
           a2=
                2  3 
               -2  2
                3  0
                1 -1
2.6 MatLab简介
<2>冒号输入法
  格式:x=a:inc:b
      说明:主要针对一维数组(行向量矩阵),a表示第一个元素  值,inc为元素值递增步长,b为元素上限值
      例子:
>>x=1:0.3:2
    x=
         1.0000  1.3000 1.6000 1.9000
>>x=1:4
     x=
        1   2   3   4
(这里inc省略了)
2.6 MatLab简介
4.  例
 (1) 绘图
     x=0:pi/100:2*pi
 y1=sin(2*x);
 y2=2*cos(2*x);
 plot(x,y1,'k-',x,y2,'b--');
 title('f(x)=sin(2x)与其导数的曲线');
 xlabel('x');
 ylabel('y');
 legend('f(x)','d/dx f(x)');
 grid on;
3.5    统计图绘制
(2) 图像操作命令
<1> 读图像文件
I = imread(filename)
 文件名用单引号;A是数组变量
如:I = imread(‘rice.tif’)
<2> 图像显示
imshow(I)
colorbar
I为用imread读取的图像数据
小结
1. 组成图形图像处理系统的主要部件
2. RGB模型定义及应用
3 图形图像显示系统组成及帧缓存。
4 相关输入输出设备及软件
5  MatLab简单使用
作业
1、光栅扫描显示系统的基本原理是什么?系统由哪些部件组成,部件各自作用是什么?
2、设计算机显示器的分辨率为1024×768,每个像素的颜色值用24位表示,回答下列问题:
(1)帧缓冲的大小为多少?
(2)目前PC机的显存大小为什么要比所求值大很多?
(3)一个12x12的窗口中的图最多可有多少种颜色?
 

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