山东大学：《计算机医学实用技术》课程电子教案（课件讲稿）第二部分 多媒体图像处理技术（共六章）

第二部分多媒体图像处理技术 医学院生物医学工程研究所

第二部分 多媒体图像处理技术 医学院生物医学工程研究所

第7章概述 ●7.1图像处理技术简介 ○7.2图像的分类、格式、大小和分辨率 ○7.3图像的色彩模式 ○7.4图像的输入、输出设备

第7章 概述 ⚫7.1 图像处理技术简介 ⚫7.2 图像的分类、格式、大小和分辨率 ⚫7.3 图像的色彩模式 ⚫7.4 图像的输入、输出设备

71图像处理技术简介 图形图像处理技术是计算机应用中非常普遍 的一种技术，不仅广泛应用于专业的美术设计 彩色印刷、排版、摄影等领域，而且也越来越受 到广大普通电脑用户的喜爱。尤其是随着网络的 发展和普及，随着网页制作的流行，对网页中的 图像的处理要求也越来越高。本章主要介绍图形 图像处理的基础知识，包括图形硬件、软件的发 展及其应用、图像色彩的模式、图像处理的数据 格式、分辨率等内容

7.1 图像处理技术简介 图形图像处理技术是计算机应用中非常普遍 的一种技术，不仅广泛应用于专业的美术设计、 彩色印刷、排版、摄影等领域，而且也越来越受 到广大普通电脑用户的喜爱。尤其是随着网络的 发展和普及，随着网页制作的流行，对网页中的 图像的处理要求也越来越高。本章主要介绍图形 图像处理的基础知识，包括图形硬件、软件的发 展及其应用、图像色彩的模式、图像处理的数据、 格式、分辨率等内容

71.1计算机图形硬件的发展 计算机图形制作是随着电子计算机及其外部 设备的产生而发展起来的。1950年，第一台图 形显示器作为美国麻省理工学院旋风I号计算机 的附件诞生了，该显示器用一个类似于示波器的 屏幕来显示一些简单的图形。1958年美国 Calcomp公司将数字记录仪发展成滚筒式绘图 仪。 1962年，MT林肯实验室首次证明了交互式 计算机图形学是一个可行的、有用的研究领域， 从而确定了计算机图形学作为一个新的科学分支 的独立地位

7.1.1 计算机图形硬件的发展 计算机图形制作是随着电子计算机及其外部 设备的产生而发展起来的。1950年，第一台图 形显示器作为美国麻省理工学院旋风I号计算机 的附件诞生了，该显示器用一个类似于示波器的 屏幕来显示一些简单的图形。1958年美国 Calcomp公司将数字记录仪发展成滚筒式绘图 仪。1962年，MIT林肯实验室首次证明了交互式 计算机图形学是一个可行的、有用的研究领域， 从而确定了计算机图形学作为一个新的科学分支 的独立地位

20世纪60年代至70年代，交互式的计 算机图形系统在许多国家得到了应用，并得 到了进一步的开发和完善，被广泛应用于军 事、工业、教育和事务管理等领域。70年 代末80年代初，个人计算机的出现使图形 系统提高到了又一个崭新的阶段。80年代 末期图形应用技术已进入了家庭

20世纪60年代至70年代，交互式的计 算机图形系统在许多国家得到了应用，并得 到了进一步的开发和完善，被广泛应用于军 事、工业、教育和事务管理等领域。70年 代末80年代初，个人计算机的出现使图形 系统提高到了又一个崭新的阶段。80年代 末期图形应用技术已进入了家庭

20世纪90年代后，计算机的图形功能 除了随着图形设备的发展而提高外，其自身 也朝着标准化、集成化和智能化的方向发展， 特别是多媒体技术、人工智能及专家系统技 术使图形系统越来越受到人们的注意，同时 又向计算机图形学提出了更新更高的要求， 使得三维乃至高维计算机图形学在真实性和 实时性方面将有飞速发展

20世纪90年代后，计算机的图形功能 除了随着图形设备的发展而提高外，其自身 也朝着标准化、集成化和智能化的方向发展， 特别是多媒体技术、人工智能及专家系统技 术使图形系统越来越受到人们的注意，同时 又向计算机图形学提出了更新更高的要求， 使得三维乃至高维计算机图形学在真实性和 实时性方面将有飞速发展

图形显示器是计算机图形学中的关键设备 20世纪60年代中期使用的是随机扫描的显示器， 具有较高的分辨率和对比度及良好的动态性能 但为了避免图形闪烁，通常需要以30次/秒左右 的频率不断刷新屏幕上的图形，为此需要一个刷 新缓冲存储器来存放计算机产生的显示图形的数 据和指令，还要有一个高速的处理器（这些在60年 代中期是相当昂贵的)，因而成为影响交互式图形 生成技术进一步普及的主要原因

图形显示器是计算机图形学中的关键设备。 20世纪60年代中期使用的是随机扫描的显示器， 具有较高的分辨率和对比度及良好的动态性能。 但为了避免图形闪烁，通常需要以30次／秒左右 的频率不断刷新屏幕上的图形，为此需要一个刷 新缓冲存储器来存放计算机产生的显示图形的数 据和指令，还要有一个高速的处理器(这些在60年 代中期是相当昂贵的)，因而成为影响交互式图形 生成技术进一步普及的主要原因

为了解决这一问题，60年代后期采用 了存储管式显示器。它不需要缓存及刷新功 能，价格比较低廉，分辨率高，显示大量信 息也不闪烁，但是它却不具有显示动态图形 的能力，也不能选择性地进行删除、修改、 编辑图形。虽然，存储管式显示器的推出对 普及计算机图形学起到了促进作用，但对于 交互式计算机图形学的需求，其功能还有待 进一步改进和完善

为了解决这一问题，60年代后期采用 了存储管式显示器。它不需要缓存及刷新功 能，价格比较低廉，分辨率高，显示大量信 息也不闪烁，但是它却不具有显示动态图形 的能力，也不能选择性地进行删除、修改、 编辑图形。虽然，存储管式显示器的推出对 普及计算机图形学起到了促进作用，但对于 交互式计算机图形学的需求，其功能还有待 进一步改进和完善

20世纪70年代中期，由于廉价的固体电路随 机存储器的出现，可以提供比十年前大得多的刷 新缓冲存储器，因而可以采用基于电视技术的光 栅图形显示器。在这种显示器中，被显示的线段、 字符、图形及其背景色都按像素存储在刷新缓冲 存储器中，按光栅扫描方式以每秒30次的频率对 存储器进行读写以实现图形刷新而避免闪烁。光 栅图形显示器的出现使得计算机图形生成技术和 电视技术相衔接，图形处理和图像处理相渗透， 生成的图形更加形象、逼真，因而更易于推广和 应用

20世纪70年代中期，由于廉价的固体电路随 机存储器的出现，可以提供比十年前大得多的刷 新缓冲存储器，因而可以采用基于电视技术的光 栅图形显示器。在这种显示器中，被显示的线段、 字符、图形及其背景色都按像素存储在刷新缓冲 存储器中，按光栅扫描方式以每秒30次的频率对 存储器进行读写以实现图形刷新而避免闪烁。光 栅图形显示器的出现使得计算机图形生成技术和 电视技术相衔接，图形处理和图像处理相渗透， 生成的图形更加形象、逼真，因而更易于推广和 应用

7.1.2图形图像的软件系统 除了具备必须的硬件设备，计算机的图形图 像处理还必须有一个良好的图形软件系统。 目前常用的多为高级图形图像处理的软件包， 它的建立通常可采用三种方法。一是以某个高级 语言为基础，扩充处理图形的子程序包；二是以 某个高级语言为基础，扩充处理图形的语句和数 据类型；三是设计专用的高级图形语言

7.1.2 图形图像的软件系统 除了具备必须的硬件设备，计算机的图形图 像处理还必须有一个良好的图形软件系统。 目前常用的多为高级图形图像处理的软件包， 它的建立通常可采用三种方法。一是以某个高级 语言为基础，扩充处理图形的子程序包；二是以 某个高级语言为基础，扩充处理图形的语句和数 据类型；三是设计专用的高级图形语言