水泥发泡切割机厂家
免费服务热线

Free service

hotline

010-00000000
水泥发泡切割机厂家
热门搜索:
技术资讯
当前位置:首页 > 技术资讯

当彩色图像颜色压缩问题的研究

发布时间:2021-09-10 22:39:47 阅读: 来源:水泥发泡切割机厂家

彩色图像颜色压缩问题的研究

大多数彩色图像采集设备及图像处理软件都采用24位真彩色图像数据结构记录图像信息,即以红(R)、绿(G)、蓝(B)彩色模式记录色彩。其中在数据结构中,R、G、B各用一个字节表示,R、G、B的取值各有 256级,可表达1677万多种颜色。直接显示和传输这种彩色数字图像需要24位彩色硬件结构并占据大量的存储空间。会给某些应用带来数据量大、运行速度慢等问题。尤其是在没有或不能使用24位彩色显示环境的情况下显示24位彩色图像时,如不加以处理,则会造成严重的色彩失真现象。同时,越来越多的图形界面应用需要简洁清晰的位图图标,位图图标常以256色表示。为此,我们设想利用人眼对色彩分辨能力的有限性,采用一个字节共8位的数据结构来显示、存储或传递24位真彩色图像,即建立256色或更少的颜色信息作为索引值,来模拟1677万种颜色,以实现彩色图像的颜色压缩,这就须建立适当的调色板,对图像的色彩数据的表达做转换处理,即用适当数量(一般采用256种)的颜色索引值来填写调色板。

一般来讲,选择一个合适的调色板并非一件很容易的事。为了用256种索引颜色来显示24位真彩色图像中大量的彩色信息,要解决的一个基本问题就是利用人眼对色彩分辨能力的有限性,将相近的多种颜色用一种颜色来取代,从而使颜色的总数得到压缩。尽管人眼对颜色的分辨力是有限的,但要从1677万多种颜色中选取256种或更少的颜色作为一幅彩色丰富的图像的颜色的替代,仍然是一件十分困难的事情。压缩彩色图像颜色总数的算法有多种。主要可分为以下3类,一类是依据图像的彩色分布情况来确定调色板;一类是事先将调色板设置好,按照一定的算法将图像的颜色与调色板相匹配,即固定调色板法另一类是利用抖动算法实现图像颜色的压缩。一、依据图像的颜色分布情况来自适应确定调色板

依据图像的彩色分布情况来自适应设置调色板的方法指的是表达图像时,所使用的调色板随图像色彩分布的状况而确定。那么每一幅具不同色彩分布的图像都将有自己拉力机采取的是微型直流伺服电动机为动力源的不同的调色板。调色板将依据具体图像的颜色分布情况实时计算获得。

常用的自适应获得调色板的方法为:色彩统计算法和中位切分算法。

色彩统计算法首先对24位彩色图像中所有的色彩做统计分析,由此可得到一个色彩直方图。当我们要把24位真彩色图像表达为采用8位数据结构记录彩色图像信息时,只要建立一个256种颜色的索引表作为调色板即可。取统计结果位于前面的256种颜色作为表达原图像的颜色,并把这256种颜色设置为调色板中的颜色。原图像中其余的颜色用最小距离原则自适应映射到调色板上,即映射到与其最邻近的一种选定的颜色上。

统计算法对色彩数量少的图像可以产生较好的效果。但该算法存在一定的缺陷,例如,如果图像中存在高亮度斑点,这一信息则可能在颜色合并的量化结果中丢失。这是因为高亮度区往往只能覆盖很少像素,它们的颜色很可能不被算法选定。为了避免这种情况,在实现彩色统计算法时,可强制将颜色模型的8个角(白,红,绿,蓝,黄,品,青,黑)选定为保留色,并记录为调色板的前8个单元的内容,因为绝大多数高亮度点都呈白色。这样将减少算法可能产生的不良结果。

颜色统计算法是较为重要的一种算法。它对彩色图像颜色总数量少的图像可以产生较好的效果。但该算法还是存在很大的缺陷,尽管我们已将8个纯色选定为调色板保留色,但仍然有些比较重要的颜色可能因为覆盖的像素较少而未被调色板选定,导致彩色模式转换过程中丢失一些重要的色彩信息。 在依据图像彩色分布设置调色板的方法中还有一种算法:中位切分算法。中位切分的基本思想是将图像的色彩空间用RGB模型来表示。彩色立方体的每一个轴相应于R,G,B三基色之一。每一个轴都量化为0-255,0对应于亮度最小,255对应于亮度最大。这样,图像中任一彩色都可以用RGB彩色立方体中的一温度在23摄氏度左右个点来表示,例如黑色对应于仍处于进行的需要策略机会期(0 ,0,0),白色对应于(255 ,255,255)。将该立方体切分成256个小立方体,每个小立方体都包含相同的像素。利用这种方法分割彩色空间,在每个小立方体中计算一个点为该立方体所有颜色的代表值,从而将该彩色压缩到256个值。二、固定调色板算法

固定调色板算法指的是在图像处理之前预先设置调色板的方法。

预先设置调色板的方法很多,可以依据具体运用和先验知识来完成。研究表明,人眼对绿色调的分辨能力最强,对蓝色调则较弱,因而,亦可以利用人的视觉特点设置调节器色板。例如将彩色立方体红色区域分成6个等级,绿色区域分成7个等级,蓝色分成6个等级。

固定调色板算法的最大特点就是调色板的选择不是根据图像的彩色分布情况来确定,而是事先就将调色板设置好。在彩色统计算法中通过计算获得彩色图像的信息,而在固定调色板算法中则没有这些运算。这样做可以使图像的颜色压缩效率大幅度提高。

这种算法也存在很大缺陷。如果一幅图像中所含的颜色较为接近,则该算法得到的结果将难以令人满意。倒如,在一幅图像表现的是一幅田野,田野有草绿色,葱绿色,墨绿色,浅绿色等颜色,但通过固定调色板算法进行彩色压缩,这4种不同的绿色将有可能由同一种绿色来表示,这种结果损失了图像绿色来表示,这种结果损失了图像色彩细微处的差异。显示然难以令人满意。所以固定调色板算法不适宜用于色彩分布特点集中的图像。三、抖动算法

利用仅能显示少数彩色的设备显示含有丰富颜色信息图像的另一种非常有用的方法是抖动(dithering)。近年来抖动技术受到了比较广泛的重视,它可以较好地解决颜色压缩及压缩后颜色失真的问题。这里我们介绍两种在屏幕上显示图像效果较好的抖动方法——Bayer抖动和WING抖动。 1.Bayer抖动

Bayer抖动是有序抖动方法中的一种,有序抖动的基本原理如下:设V为输出像素值,C为输入像素值,d(x,v)为mxm矩阵,则抖动过程可用下式表示1 C( x,y)> d (x,y)V(x,y)={0 C(x,y) ≤d(x,y)其中d(x,y)被称为抖动矩阵,d(x,y)=M[y mod m][x mod m]下面的矩阵是抖动矩阵的一种形式,这种抖动方法称为Bayer抖动0 32 8 40 2 34 10 4248 16 56 24 50 18 58 2612 44 4 36 14 46 6 3860 28 52 20 62 30 54 223 35 11 43 1 33 9 4151 19 59 27 49 17 57 2515 47 7 39 13 45 5 3763 31 55 23 61 29 53 212. WinG抖动

WinG是 Windows3.1,Windows 95, Windows N T设计的一种优化的高性能图形库,运行于 386以上的处理器。程序员可以直接将内存中的设备无关位图拷贝到屏幕上,并且提供抖动API,利用标准 Microsoft抖动调色板来支持对真彩色的仿真。

抖动调色板是一个对等调色板,其中包含的颜色是经过精心挑选的,并且进行了优化,使得8位设备上通过抖动模拟真彩色。WinG图形库提供两个支持抖动的 API: WinG Create Halftone Palette WinG Create Halftone Brush来实现仿真。

抖动调色板为应用程序提供了24位图像抖动到8位设备上的一个框架。256色的抖动调色板包含20种静态色和一系列灰度值。

给定一个24位的RGB颜色,可按下式计算出抖动调色板中最接近的颜色索引值:HalftoneIndex=(Red/51)+(Green/51)×6+(Blue/51)×36;该公司工作人员卢晓萍说:“我们这台3轴联动注塑机HalftoneColorIndex=aWinGHalftoneTranslation[HalftoneIndex];AwinGhalftoneTranslation矢量可在 HALTONE源程序中找到。

通过对24位彩色到8位彩色各种算法的分析与实验,可以看出无论是统计算法,中位切分算法,固定调色板算法还是抖动算法,都有其优缺点。当面对一幅需要进行色彩显示模式转换的图像时,我们应该区别对待,从这几种算法中选择一种适合的算法,以期达到较好的效果。

一般来说,抖动算法的效果较好,这几年抖动算法受到了极大的重视。在一些游戏软件中几乎都应用了抖动算法来将24位图像转换为8位彩色图像,通过转换降低了存储量的开支,大幅度地提高了显示效率,使原来一些只能在DOS下运行的游戏移植到了WINDOWS中。这就大大改善了游戏的质量。对于统计算法来说,它适合应用在彩色数量少的图像中,而对彩色数量大的图像则不适合。对于彩色数量大的图像可以采用固定调色板算法。

总之,在对一幅图像进行色彩压缩转换时要综合考虑各因素,如色彩分布,转换过程运行速度等各方面的因素,以期获得最佳效果。大多数彩色图像采集设备及图像处理软件都采用24位真彩色图像数据结构记录图像信息,即以红(R)、绿(G)、蓝(B)彩色模式记录色彩。其中在数据结构中,R、G、B各用一个字节表示,R、G、B的取值各有 256级,可表达1677万多种颜色。直接显示和传输这种彩色数字图像需要24位彩色硬件结构并占据大量的存储空间。会给某些应用带来数据量大、运行速度慢等问题。尤其是在没有或不能使用24位彩色显示环境的情况下显示24位彩色图像时,如不加以处理,则会造成严重的色彩失真现象。同时,越来越多的图形界面应用需要简洁清晰的位图图标,位图图标常以256色表示。为此,我们设想利用人眼对色彩分辨能力的有限性,采用一个字节共8位的数据结构来显示、存储或传递24位真彩色图像,即建立256色或更少的颜色信息作为索引值,来模拟1677万种颜色,以实现彩色图像的颜色压缩,这就须建立适当的调色板,对图像的色彩数据的表达做转换处理,即用适当数量(一般采用256种)的颜色索引值来填写调色板。

一般来讲,选择一个合适的调色板并非一件很容易的事。为了用256种索引颜色来显示24位真彩色图像中大量的彩色信息,要解决的一个基本问题就是利用人眼对色彩分辨能力的有限性,将相近的多种颜色用一种颜色来取代,从而使颜色的总数得到压缩。尽管人眼对颜色的分辨力是有限的,但要从1677万多种颜色中选取256种或更少的颜色作为一幅彩色丰富的图像的颜色的替代,仍然是一件十分困难的事情。压缩彩色图像颜色总数的算法有多种。主要可分为以下3类,一类是依据图像的彩色分布情况来确定调色板;一类是事先将调色板设置好,按照一定的算法将图像的颜色与调色板相匹配,即固定调色板法另一类是利用

长沙西装订制
长沙西装订做
长沙西装定制
长沙西装定做