影像處理與應用
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影像處理與應用. 基本觀念. 影像 (Image). 一張數位影像一般是以資料矩陣的方式表示 影像陣列的每一個元素,稱為一個 像素 (Pixel) 組成數位影像的最小單位。 此影像陣列的水平及垂直像素點數,稱為此影像的水平及垂直解析度 (Resolution) 。 每一個像素都可由一到數個位元來表示其顏色. 黑白 ( 二位元影像 ) : 一個位元只能表現出黑白兩色 256 灰階模式 (8 位元灰階影像 ) : 八個位元能表現出 256 個灰階色 (Gray Level) 或是 256 個調色盤 (Palette, Color Look-Up Table) 的色彩。

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影像處理與應用

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Presentation Transcript


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影像處理與應用

基本觀念


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影像(Image)

  • 一張數位影像一般是以資料矩陣的方式表示

  • 影像陣列的每一個元素,稱為一個像素(Pixel)

    組成數位影像的最小單位。

  • 此影像陣列的水平及垂直像素點數,稱為此影像的水平及垂直解析度(Resolution)。

  • 每一個像素都可由一到數個位元來表示其顏色


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  • 黑白(二位元影像):一個位元只能表現出黑白兩色

  • 256灰階模式(8位元灰階影像):八個位元能表現出256個灰階色(Gray Level)或是256個調色盤(Palette, Color Look-Up Table)的色彩。

  • 16色模式(4位元彩色影像):

  • 256色模式(8位元彩色影像):

  • RGB全彩模式:一張全彩的影像,每個像素都由R(Red)、G(Green)、B(Blue)三原色混合而成,而R、G、B又分別佔8個bits的空間,每一個像素點就佔了24bits,(24bits就是2的24次方,即16777216個組合,表示16777216種顏色組合)。


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螢幕解析度 - 像素

螢幕上的影像其大小是用像素 (pixel) 來測量的

1024像素

Students are great!

768

像素


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解析度

解析度是指在每單位長度上像素點的數目,

一般是以每英吋含幾個像素來計算。

常見的解析度表示方式有「pixels/inch」「pixels/cm」二種。

一般都是以英吋(inch)為主要的使用單位。

因此,解析度也可以說是每英吋中所擁有像素點的數目(pixels per inch,簡稱ppi)。

PC的螢幕只能呈現72dpi的解析度,所以不論影像解析度高於或等於72dpi的圖片都只會以72dpi顯示,因此再怎麼改影像解析度,在螢幕上看起來都是一樣的。


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螢幕解析度 –點距

相鄰像素之間的間隔距離

解析度低

解析度較高

建議要 .28mm (公釐) 或更小


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  • 儲存影像資料所需的記憶體空間

    • 可依據影像的水平像素解析度(像素點數)乘以垂直像素解析度(像素點數)乘以每個像素所使用的色彩位元數求得

    • 一張解析度為640×480,全彩16百萬色(24-bit)的影像,需900KB的記憶容量(640×480×3 bytes = 921,600 bytes)

  • 影像的品質可由輸入設備來控制解析度及使用的色彩模式,藉助影像編輯軟體來修改或編輯影像像素的內容。


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影像壓縮

壓縮影像的方式大概分三種:

破壞型壓縮:這是一種壓縮比很大的壓縮方式,可以很快的將影像檔案變小。這種壓縮方式,會破壞影像的品質,因此在選擇這類型的影像壓縮方式時,一定要小心,免得造成壓縮過度而產生圖片失真的現象。破壞型壓縮影像檔案格式最有名,且運用相當廣泛的就是jpg檔。

色盤壓縮:使構成數位影像的顏色數,由全彩降為256色或更低顏色數,進而降低檔案大小的一種運算方式。gif檔就是一種色盤壓縮的影像檔案格式,與jpg檔一樣被廣泛地運用在頁設計上。


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常用的圖檔格式

BMP:這是微軟公司所提出的點陣圖格式,原本是專門用在Windows作業系統上,讓各軟體的圖形能彼此相容,像簡報、介面設計以及Windows桌的底圖。BMP檔雖然普遍,但有個壞處是雖然支援RGB全彩,卻無法壓縮全彩影像,存檔後會變得很大(影像佔用多少資料量,存檔後就有多大),不適用於網路上。而16色、256色和灰階圖片則可以使用RLE技術壓縮,壓縮後圖片不會失真,但儲存和開啟的速度會比較慢。而48-bitRGB全彩及16-bit灰階的圖片,在目前的影像類型無法存成BMP檔。

GIF:GIF是網頁上最常用的影像格式了,原因是它可以製作透明圖(把背景變透明)、交錯圖(在瀏覽器中慢慢顯現)、和動畫(把許多GIF圖片連續重疊成一個檔案),而且提供「非破壞性壓縮」,可以透過色盤數減少的方式將檔案縮小,圖片也不會失真,適合用在遠距傳遞及網頁設計的影像應用上。但GIF最多只儲存256色的色彩數目,所以在儲存全彩的影像之前,必須將圖片轉為256色、16色、灰階或黑白的影像類型,才能存成GIF檔。


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JPG/JPEG:也是網頁常用的圖形格式,壓縮率非常驚人,原本1MB的圖片,存成JPG檔後可能只剩幾十K(視影像的複雜度及設定的壓縮率而定)。由於JPG格式屬於破壞性壓縮,存檔時會捨棄一些不必要的像素(捨棄後就再也救不回來了),因此可能造成圖片失真;不過一般而言,只要以正常的比例壓縮就算破壞了一些影像品質,肉眼是很難看出壓縮前後的差異的。儲存JPG檔時,當壓縮率愈高,影像的品質會降低;若壓縮率愈低,影像較不容易失真,但檔案也相對較大。JPG格式支援RGB全彩、灰階等影像類型,但16色、256色、黑白圖片則都無法存成JPG檔。

PNG:近年來由於GIF格式引發的權利金問題,所以PNG格式就成為免費的GIF代替品,在全球網際網路上作為非破壞性壓縮的影像格式。其與GIF不同之處在於:結合GIF可製作透明圖、交錯顯示、非破壞性壓縮、和JPEG支援全彩影像的優點,以及可製作透明度的Alpha Channel,但目前尚無法儲存動畫。


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TGA:這是一種專業且常用的影像檔案格式,屬於非破壞性壓縮,支援24位元全彩與32位元全彩含透明度資訊等兩種格式。所謂透明度資訊就是,可以使至少兩張以上的影像圖形互相產生半透明的疊合效果,業界也將這種透明度訊稱之為Alpha通道(Alpha Channel),它是種隱性的影像資訊,也就是說,一般軟體是無法解讀這部分的資訊,必須透過如PhotoImpact及Photoshop專業像處理軟體,或者是如MediaStudio Pro、After Effect等的數位視訊軟體與3D動畫軟體,才能將TGA檔中的Alpha通道解讀出來加以應用。TGA檔擁有其他影像檔案格式所沒有的Alpha通道,常被應用在影像合成、視訊合成與3D動畫製作的靜、動態影像合成上。

PCD:這是柯達(Kodak)公司制定的相片光碟(Photo CD)格式。所謂相片光碟就是將照片存在光碟片裡面,不過可不是先洗成照片才掃瞄進電腦,而是直接將底片「沖洗」成數位影像,所以品質非常高,最高可達4096X6144個像素大小,而且還可以配上聲音及文字,做成多媒體光碟來播放。若使用者在開啟PCD檔時不要這麼大的圖片,也可以把它開啟成1024X1536、512X768等大小,並可用全彩、256色或灰階來檢視,而不影響檔案本身的內容。不過要注意的是,由於PCD是柯達公司獨家的技術,所以PhotoImpact並不能儲存PCD格式,但可以開啟PCD格式來使用、檢視。


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TIF:是多家公司共同製定的一種標準影像格式,也是影像處理界最普遍支援的圖檔格式,因為它可以跨平台、提供非破壞性壓縮,不會降低影像的品質,十分適用於印刷輸出,所以大多數的影像處理軟體及排版軟體都會支援TIF圖檔。TIF支援RGB全彩、16色、256色、灰階、黑白影像類型,目前也唯有TIF檔能存成16-bit灰階與48-bit的全彩類型,如果有圖片要做為印用途,那麼存成TIF檔是最好的方式。

UFO:在PhotoImpact中所製作出來的影像,包含PhotoImpact專屬的物件系統及其相關的設定,為了要保留這些物件屬性及設定,以便日後可加以重新編修,UFO提供保留物件的功能,是PhotoImpact專屬的影像檔案格式,其它影像處理軟體並不支援UFO格式。不過如果要用別的軟體來開啟此圖片,必須先將其中的物件全部合併,存成一般類型的圖檔才行。


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  • 目前市面上常見的影像編輯軟體有:

    • Photoshop

    • 小畫家

    • PhotoImpact

    • Microsoft Photo Editor

    • ACDSee


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PhotoImpact

  • PhotoImpact是台灣友立資訊公司的產品,提供您處理數位相片、創意設計和Web 圖形所需的功能。


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