[计算机图形学] 图像处理之基本概念和思想

萧闫子

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.
点操作1
阈值(Threshold)
亮度(Brightness)
对比度(Contrast)
亮度+对比度(Brightness + Contrast)
反转(Invert)
Gamma
色阶(Levels)
Curves
区域操作1
卷积矩阵(Convolution Matrix)
模糊(blur)
重采样
仿射变换(Affine transform)
平移(Translation)
旋转(Rotation)
缩放(Scaling)
扭曲(distort)
布(cloth)
水波(wave)
翻页(page turn)
插值(Interpolation)
双线性插值(Bilinear interpolation)
双三次插值(Bicubic interpolation)
三线性插值(Trilinear interpolation)。
自动颜色调整
对比度拉伸 (Contrast stretching)
自动白平衡 (Automatic white balance)
自动色阶 (auto level)