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相关知识点：8个
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在多媒体技术中，对静止图像（例如图画、照片等）和活动图像（例如动画、电影等）的处理是很重要的内容。图像是人类视觉器官所感受到的形象化的媒体信息。处理图像首先要将客观世界中存在的视觉信息变成数字化图像，然后在计算机上用数学方法进行处理，从而产生了多种图像存储格式、压缩编码方法和图像处理方法。
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数字图像的优点是：①精确度高；②数字图像不会被电源的波动、电磁场辐射等环境干扰所影响，并且不会因为存储、传输、复制等操作产生信息失真；③不论来自哪种信息源（例如光学系统照片、电影、动画等），数字化后的图像都可以由计算机处理。
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多媒体计算机系统在处理图像和视频信号时，首先要把连续的图像函数转化为离散的数据，即将模拟图像转化为用一系列离散数值表示的数字图像。一般来说，图像的数字化过程包括采样（又称抽样）和量化两个步骤。
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常见的数字图像类型有四种：①二值图像，例如文字、图形、指纹等；②黑白灰度图像，例如黑白相片；③彩色图像，例如彩色图片；④活动图像，例如动画。
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.像素，指的是组成屏幕图像的基本点，也就是显示画面的最小元素。像素间的距离越小，分辨率越高。
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.屏幕分辨率，指的是在某一种显示方式下，计算机屏幕上最大的显示区域，用水平的和竖直的像素数来表示。
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.图像分辨率，指的是数字化图像的大小，用水平的和竖直的像素数来表示。
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.色彩数和图形灰度，色彩数和图形灰度用位（bit）表示，一般写成2的n次方，n代表位数。当图像达到24位时，可表现1677万种颜色（即真彩）。灰度的表示法与此类似。
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目前，在多媒体技术中，对彩色图像的处理已经达到很高的水平。
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彩色可以用亮度、色调和饱和度来描述（通常把色调和饱和度通称为色度），人眼中看到的任何彩色光都是这三个特征的综合效果。亮度是用来表示某彩色光的明亮程度，而色度则表示颜色的类别与深浅程度。
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在彩色图像的数字化过程中要表示离散化的彩色信息，必须选择合适的彩色表示空间，因为，彩色也是一个物理量，也可以进行计算和度量，选用不同的坐标，可以得到不同的表示的颜色值。常用的几种彩色表示空间是：①RGB彩色空间：用R（红）、G（绿）、B（蓝）三基色的分量来表示数字图像像素的颜色值；②HIS彩色空间：用H（色调）、S（饱和度）、I（光的强度）三个参数描述颜色特性；③CMYK彩色空间：基于印刷处理的颜色模式，通过C（青）、M（紫红）、Y（黄）、K（黑）四种颜色来组合出彩色图像；④YUV彩色空间：彩色电视视频信号在PAL彩色电视制式中采用的彩色空间。
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一般来说，目前的图像格式大致可以分为两大类：一类为位图；另一类称为矢量图形。前者是以点阵形式描述图像的，后者是以数学方法描述的一种由几何元素组成的图像。一般来说，后者对图像的表达细致、真实，缩放后图像的分辨率不变，在专业级的图像处理中运用较多。
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图像与图形文件格式是有区别的。在计算机科学中，图形一般指的是用计算机绘制的画面，如直线、圆、圆弧、任意曲线和图表等；图像则是指由输入设备捕捉的实际场景画面或以数字化形式存储的任意画面。
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图形文件中只记录生成图的算法和图上的某些特征点，即矢量图。在计算机还原输出时，相邻的特征点之间用特定的很多段小直线连接就形成曲线，若曲线是一条封闭的图形，则可以用着色算法来填充颜色。它的最大优点是容易进行移动、缩放、旋转和扭曲等变换，主要用于表示线框型的图画、工程制图、美术字等。常用的矢量图形文件有3DS（用于3D造型）、DXF（用于CAD）、WMF（用于桌面出版）等。
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图像都是由一些排成行列的像素组成的，一般数据量都较大。它除了可以表达真实的照片，也可以表现复杂绘画的某些细节，并具有灵活和富于创造力等特点。图形文件与图像文件相比，由于图形只保存算法和特征点，所以相对于位图的大数据量来说，它占用的存储空间也较小。但由于每次屏幕显示时都需重新计算，故显示速度没有图像快。在打印输出和放大时，图形的质量较高而点阵图常会发生失真。图像文件格式分两大类：一类是静态图像文件格式，一类是动态图像文件格式。
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静态图像文件格式有：GIF，TIF，BMP, PCX, JPG, PCD等。
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①BMP，PC机上最常用的位图格式，有压缩和不压缩两种形式，该格式可表现从2位到24位的色彩，分辨率也可从480×320至1024×768。该格式在Windows环境下相当稳定，在文件大小没有限制的场合中运用极为广泛。
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②GIF，经过压缩的图形格式，并且在各种平台的各种图形处理软件上均可处理。其缺点是存储色彩最高只能达到256种。
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③TIF，文件体积庞大，但存储信息量也很巨大，并且细微层次的信息较多，可以存储高质量的图像。该格式有压缩和非压缩两种形式，支持的色彩数最高可达16M。
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④JPG，一种可以大幅度压缩图像文件的图形格式。对于同一幅画面，JPG格式存储的文件是其他类型图像文件的1/10到1/20，并且色彩数最高可达到24位，所以它被广泛地应用于Internet上的homepage或者Internet上的图片库。
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⑤AVI，AVI是将语音和影像同步组合在一起的文件格式。它对视频文件采用一种有损压缩方式，且压缩比高，因此画面质量不是很好，但其应用范围仍然非常广泛。AVI支持256色和RLE压缩。AVI信息主要应用在多媒体光盘上，用来保存电视、电影等各种影像信息。
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⑥MPG，MPG文件格式是按MPEG标准进行压缩的全运动的视频文件，它需要专门的播放软件和硬件，目前许多视频处理软件都支持MPG格式的视频文件。MPG的压缩率比AVI高，画面质量却比AVI好。
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在多媒体系统中，利用计算机可以对数字图形、图像进行各种处理，例如将图像进行放大、缩小、旋转、改变颜色、为图像加入特殊效果或者合成照片等。从实现这些操作的算法来说，图像处理的工作实际上是对像素进行各种方法的数字化处理。
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有时原始图像并不令人满意，而图像处理可以改善图像的质量，使图像更加清晰。具体的改善措施有：
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①锐化，通过突出图像上的灰度突变的各种边缘信息来增加像素间的对比度，这样就可以使图像更加清晰。
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②增强，对图像进行对比度处理、亮度修正、噪音滤除等操作。
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④校正，图像采集时可能会由于某些原因而导致图像产生几何失真，在图像采集后可以通过校正来修改。
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当图像质量下降时，采取该措施可以改善图像的质量，例如复原老照片，对不满意的修改进行恢复等。复原图像时，首先要根据失真的情况来建立一个图像变质的数学模型，然后按其逆过程来恢复图像。
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图像的识别是对图像进行特征抽取，并进行图像分析，从而达到识别图像的目的。其中，图像分析技术包括高频增强、检测边缘与线条、抽取轮廓、分割图像区域、测量形状特征、纹理分析、图像匹配等。图像识别技术是在提取出图像的几何和纹理特征的基础上，利用模式匹配、函数判别等理论，对图像进行分类和结构分析。
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图像重建是根据数据来构造图像，包括二维图像重建和三维图像重建。二维图像重建是指用一系列延直线投影的数据集合来重新构造二维图像。三维图像重建是指用一系列二维图像数据（即物体的横截面投影数据）的集合来重新构成物体的三维图像。典型的图像重建应用包括测绘、工业检测、医学CT投影图像重建等。
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图像的编辑是指将现有的图像转化成为可供表现用的最终图像产品，例如彩色广告的印刷、美术照片的加工等。图像编辑包括图像的剪裁、缩放、旋转、修改、插入文字或图片等操作。
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从本质上来说，图像编码与压缩就是对要处理的图像源数据用一定的规则进行变换和组合，从而达到用尽可能少的代码（符号）来表示尽可能多的数据信息的目的。压缩通过编码来实现，或者说编码带来压缩的效果。所以，一般把此项处理称为压缩编码。
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彩色视频信号是动态的图像信息。当需要将电视信号转换成计算机视频信号时，多媒体计算机系统可以将彩色电视信号数字化，即将传统的模拟信号数字化并输入计算机。
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目前世界上流行的彩色电视制式（彩色电视的视频信号标准）有：PAL制、NTSC制和SECAM制。而高清晰度数字彩色电视HDTV的出现，使计算机对视频信号的获取和处理变得更加简单。
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对彩色电视视频信号的数字化常用的方法有两种：①将模拟视频信号输入计算机系统，对彩色视频信号的各个分量（例如YUV）进行数字化，根据需要进行压缩编码，从而成为了数字化视频信号；②直接用数字摄像机采集视频信号，此时的视频信号是无失真的数字视频信号。彩色视频信号的编码是指多媒体计算机系统对模拟视频信号进行数字化和映射变换（压缩处理）得到二进制数字信号的处理。数字化的视频信号在信道传输后，需要进行解码（解码是编码的逆过程），然后将视频信号还原（数模转换）并经过坐标变换（将视频的YUV信号转换为RGB信号）送往显示器上显示。
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视频的显示和动画一样，也是由一幅幅的帧序列按一定的速率播放，使观察者得到连续运动的感觉。影响数字视频质量的因素有帧速、分辨率、颜色数、压缩比和关键帧。此外，视频信号的播放过程中要做到图像和声音同步。
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视频图像文件的解压缩有硬件解压缩和软件解压缩两种方法。用硬件实现对数字视频信号的压缩和解压缩是通过采用专门的硬件芯片来实现的。例如MPEG解压缩卡就是常用的一种，卡上的MPEG编码算法的解码芯片可以直接从CD-ROM上读取按照MPEG压缩标准存放在VCD光盘上的数据，对其进行实时的解压缩，并回放图像。使用硬件解压缩具有速度快、实时性强的特点，但成本也很高，并且随着微型计算机性能的不断提高，使用软件解压缩已经成为主要的方法。目前流行的解压缩软件有“超级解霸”、“金山影霸”等。
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视频卡是多媒体计算机中处理活动图像的适配器，可以实现对视频进行处理。它首先获取各种视频和音频信号源信息，然后通过编辑或各种特技处理来产生视觉效果好的画面。视频卡大致有如下几类：①视频叠加卡：作用是将计算机的VGA信号与视频信号叠加，把叠加后的信号在显示器上显示，用于对连续图像进行处理从而产生特技效果；②视频捕获卡：作用是从视频信号中捕获并存储一幅画面，用于从电视节目或录相带中提取一幅静止画面存储起来供编辑或演示使用；③电视编码卡：作用是将计算机VGA信号转换成视频信号，一般用于把计算机的屏幕内容送至电视机或录相设备；④电视选台卡：它相当于电视机的高频头，起到选台的作用，将电视选台卡和视频叠加卡配合使用就可以在计算机上收看电视节目，现在又将这两种卡合二为一，称为电视卡；⑤压缩／解压卡：用于将连续图像的数据压缩和解压。
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