認識影像的形式 認識影像的擷取環境 認識影像的儲存格式 學習影像的處理工具 建立影像處理的能力 15. 影像 認識影像的形式 認識影像的擷取環境 認識影像的儲存格式 學習影像的處理工具 建立影像處理的能力

15.1 影像的形式

15.1.1 影像的定義

影像的定義 影像擷取設備的目的 重要擷取步驟 擷取一般影像成為數位影像 將影像資訊藉由鏡頭，投射在感光元件上 將感應到的訊號強度，利用ADC晶片轉成數位資訊 以DSP晶片記錄成影像格式，儲存在記憶體中

數位影像擷取設備的擷取流程 4. 影像格式化：數位訊號處理器 將數位訊號壓縮、格式化，使 其符合影像格式 5. 存入記憶卡：最後將壓縮過後 的檔案存至記憶卡中 DSP 3. 轉換訊號：類比數 位轉換器會將接收 到的類比訊號轉換 成數位訊號，然後 將數位訊號傳送給 數位訊號處理器 ADC 1. 按下快門：光線通過鏡 頭、光圈及快門後，聚 焦在感光元件上 2. 擷取光線：感光元件 會將接收到的光源， 轉換成類比訊號

不同相機的差異 一台數位相機的拍攝品質 光圈的品質 感光元件特性 ADC和DSP晶片的效率 不同品牌的相機拍攝結果差異 明亮、銳利、柔和

數位相機拍攝影像檔案大小 Canon IXUS300 HS 數位相機的拍攝尺寸與檔案大小 影像的精緻程度(拍攝尺寸)與檔案大小成比例 S:0.3M(640x480) M3:2M(1600x1200) M2:4M(2272x1704) M1:6M(2816x2112) L:10M(3648x2736) 影像的精緻程度(拍攝尺寸)與檔案大小成比例 尺寸愈大(愈精緻)  檔案愈大 資料來源：Canon

15.1.2 數位影像的特點

傳統相機特點 傳統相機分為 傳統相機的特點 單眼相機 雙眼相機 使用底片，需要額外成本 洗成照片時，需要底片的沖洗費用與相紙的費用 攝影專業人士使用 雙眼相機 傻瓜相機，一般人使用 傳統相機的特點 使用底片，需要額外成本 洗成照片時，需要底片的沖洗費用與相紙的費用

數位相機特點 使用感光元件及記憶體 影像記錄在儲存媒體 儲存媒體可以重覆使用 感光元件 資料來源：http://blog.dcview.com

傳統相機與數位相機的比較 傳統相機 數位相機 底片需求 需要 不需要 預覽影像 不可 可以 後製處理 不易 容易 網路傳輸 影像品質 佳   傳統相機 數位相機 底片需求 需要 不需要 預覽影像 不可 可以 後製處理 不易 容易 網路傳輸 影像品質 佳 依解析度而定 消耗電量 低 高 沖洗照片品質 較佳

15.1.3 數位影像的原理

數位影像的原理 像素方式表示 將類比的圖像資訊經數位化處理 分析並記錄每一像素點的顏色以獲得一個二維的圖像陣列 一個像素點的色彩由紅(Red)、綠(Green)、藍(Blue)三種元素所組成 每種元素又各區分為256種不同深淺的程度 256種可以用一個Byte表示

數位影像的原理

數位影像的原理 全部的色彩共有2563=16,777,216色(全彩1677萬色) 如果一張影像所需的色彩數目遠小於1677萬色，例如256色 可以使用調色盤來記錄256種不同顏色的RGB數值 每個像素僅需以一個Byte來表示色彩的索引即可 一個Byte可以表示256種可能 可將原本三個Bytes表示一個像素的方式減少為一個Byte來表示一個像素

數位影像的原理 像素圖 以像素為基本單位 放大後會產生鋸齒狀

數位影像的原理 要解決鋸齒問題，須將像素圖改為向量圖 向量圖 以向量方式記錄圖形的所有細節 在局部放大圖中，仍維持平滑的細節

向量圖特性

像素圖與向量圖的差異 像素圖 拍攝而成 放大後會產生鋸齒狀 向量圖 軟體繪製而成 擁有平滑的細節

15.1.4 色彩原理

色彩原理 RGB色彩原理的三原色 紅（Red）綠（Green）、藍（Blue） 三原色 紅 + 綠 = 黃 紅 + 藍 = 紫紅 只要用這三種顏色，可以混合出其他各種顏色 紅 + 綠 = 黃 紅 + 藍 = 紫紅 藍 + 綠 = 青 紅 + 綠 + 藍 = 白

RGB和CMYK色彩的關係 一般色彩的表示須三個參數 印刷系統採CMYK四色 R G B Y(亮度) Cb(藍色偏移量) Cr(紅色偏移量) Y(亮度) U(色度) V(濃度) 印刷系統採CMYK四色 C 青色 M 洋紅色 Y 黃色  K 黑色

CMYK色彩 理論上 但C+M+Y的黑色並不像純黑色般有光澤

RGB和CMYK色彩的關係 同樣都是色彩系統 RGB使用在儲存、顯示影像上 CMYK運用在印刷上

  15.1.5 數位影像的格式種類

數位影像的格式的重要 原數位影像 壓縮處理 compression 軟體觀看之數位影像 解壓縮處理 decompression 儲存設備

數位影像的格式差異 壓縮 壓縮可減少檔案量 可表示色彩數 影像的品質 處理時間 處理過程越簡單  處理時間越短

數位影像格式：壓縮 分為無失真、失真兩種 無失真性壓縮(loseless compression) 解壓縮後的影像和原始影像一致，沒有絲毫的不同 檔案壓縮程度非常有限 常見的格式：BMP檔 失真性壓縮(lossy compression) 解壓縮後的影像與原拍攝影像存有差距 差距須控制在人眼無法察覺的程度 壓縮比很大的壓縮方式 常見的格式：JPG檔

BMP 無失真性壓縮 微軟所提出的點陣圖格式 常見於Windows桌面的底圖格式 缺點是全彩影像不具有壓縮的功能 檔案大(影像佔多少資料量，檔案就有多大) 不適用於網路傳輸上 16色、256色和灰階圖片則可以使用RLE技術壓縮

GIF 失真性壓縮 256色以下無失真壓縮 網頁上常用的影像格式之一 透過色盤數目減少的方式將檔案縮小 GIF最多只儲存256色的數位影像 透明圖(把背景變透明) 交錯圖(在瀏覽器中慢慢顯現) 動畫(把許多GIF圖片連續重疊成一個檔案) 透過色盤數目減少的方式將檔案縮小 GIF最多只儲存256色的數位影像 全彩的影像需先轉為256色、16色、灰階或黑白的影像類型，才能存成GIF檔

GIF色彩 假邊界效應 JPG 原圖 256色GIF圖

GIF色彩 16色GIF圖 黑白GIF圖

PNG 無失真壓縮 近年來由於GIF格式引發權利金的問題，所以PNG格式就成為免費的GIF代替品 網際網路上重要的影像格式之一 具有下列功能 交錯顯示 支援全彩影像的優點 可製作透明的Alpha Channel 目前尚無法儲存動畫

JPG 網頁常用的影像圖形格式之一 壓縮率可達數十倍 採轉換頻率壓縮 影像的細節部份會因壓縮率的提高而損失 1MB的影像，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 採轉換頻率壓縮 影像的細節部份會因壓縮率的提高而損失 JPG 原圖，92354 bytes JPG品質50，48496 bytes

JPG 通常伴隨著影像失真 壓縮率高 壓縮率低 JPG格式支援RGB全彩、灰階等影像類型 以正常的比例壓縮，肉眼很難看出壓縮前後的差異 檔案小 影像品質差 肉眼容易分辨差異 壓縮率低 檔案大 影像較不失真 JPG格式支援RGB全彩、灰階等影像類型 JPG 原圖，92354 bytes JPG品質10，23072 bytes

TIF 多家公司共同制訂的格式 目前影像處理界最普遍支援的圖檔格式 特點 跨平台(Windows、UNIX、Mac OS/2皆可使用) 無失真壓縮(可使用LZW、Huffman方法) 適合應用於印刷輸出上 大多數的影像處理軟體及排版軟體都會支援TIF圖檔

TIF TIF支援 TIF檔是圖片做為印刷用途的最好選擇 RGB全彩 256色 16色 灰階 黑白 目前唯有TIF檔能存成16-bits灰階與48-bits的全彩類型 一般的規格為8-bits灰階與24-bits全彩 TIF檔是圖片做為印刷用途的最好選擇

TIF TIF檔，4.03MB (1444×972) TIF檔，LZW壓縮，2.94MB

TIF v.s. JPG TIF檔，LZW壓縮，2.94MB JPG檔，品質5，123KB

TIF v.s. JPG TIF檔，LZW壓縮，2.94MB JPG檔，品質3，93.1KB

UFO PhotoImpact專屬的影像檔案格式 保留PhotoImpact專屬物件系統及其相關設定，以便日後可加以重新編修

PSD Photoshop所製作出來的檔案格式 具有Photoshop中，物件屬性及設定，並可於日後再加以重新編修

15.2 數位化影像處理 影像輸入 影像儲存 影像輸出 影像處理

影像輸入 將待處理的影像輸入電腦 常見設備 數位相機 掃描器 將類比影像以「掃描」的方式數位化後，轉成數位化資料儲存電腦

影像儲存 將影像儲存起來，以便日後進一步使用或傳遞 常見的儲存設備：電腦主機內的硬碟 其他的儲存設備 隨身碟 光碟

影像儲存 儲存空間有限 減少資料的佔有空間，並且可縮短傳遞時間 檔案縮小所付出的代價 只要影像品質變差的程度不大，這樣的轉換還是值得的 影像格式的變換 BMP檔改存成JPG檔 壓縮參數調整 JPG檔的影像品質由90降低成25 檔案縮小所付出的代價 影像品質的變差 只要影像品質變差的程度不大，這樣的轉換還是值得的

影像輸出 影像顯示 顯示器 顯示效果因素 愈多「像素」的顯示器與影像顯示卡的組合，愈能夠展現影像的細節與層次 顯示正在運作的影像 螢幕尺寸 解析度 影像顯示卡 愈多「像素」的顯示器與影像顯示卡的組合，愈能夠展現影像的細節與層次

影像輸出 列印 輸出影像的解析度 印表機 dpi(dot per inch) 一般而言，輸出的的影像品質比原輸入的差 熱轉印式 噴墨式 雷射式 輸出影像的解析度 dpi(dot per inch) 一般而言，輸出的的影像品質比原輸入的差 尺寸放大也會影響影像的輸出品質

影像輸出 種類 設備價格 特性 CRT螢幕 15~19吋 LCD液晶螢幕 17吋~24吋 (或更大) 投影機 依投影幕尺寸決定 體積大、重量重 價格較低 以映像管顯示影像，色彩較為準確 比較耗電 LCD液晶螢幕 17吋~24吋 (或更大) 體積小，比CRT輕 價格較傳統CRT螢幕高 螢幕顏色會因為看的角度不同而產生變化 比較不耗電 投影機 依投影幕尺寸決定 體積小、重量輕 價格高、投影尺寸大 可以當做家庭劇院設備 經由燈泡投影，無法像CRT或是LCD那麼亮 燈泡壽命有限，燈泡耗材價格高

影像處理 數位影像的好處 儲存、輸出容易 可利用軟體進行處理 常見的影像處理軟體 Photoshop PhotoImpact ACDSee

影像處理 軟體名稱 公司 軟體特性 Photoshop Adobe 功能強大的專業影像編輯軟體 支援多種影像格式 圖層的功能，適合影像編輯 提供濾鏡效果，適合影像合成

影像處理 軟體名稱 公司 軟體特性 PhotoImpact 原為友立資訊 現為科立爾 數位科技公司（Corel） 色彩管理影像網頁上傳、幻燈片製作等功能 創意範本供使用者採用 提供不同套版，可自行合成影像 操作簡單，適合一般使用者使用

影像處理 軟體名稱 公司 軟體特性 ACDSee ACD Systems 最受歡迎的看圖軟體之一 影像檔案讀取快速 介面簡單人性化 價格較低

影像傳遞 將影像傳輸到他處設備 網路頻寬與檔案大小影響傳輸時間 傳輸與網頁應用最常見的影像格式 高壓縮率的JPG檔

影像處理 數位影像的好處 藉由影像編修軟體的協助，可編修細至一個影像像素的資訊 基本的影像處理 實習課程將引導同學具備基本的影像編修技術 提供使用者自行編修的功能 藉由影像編修軟體的協助，可編修細至一個影像像素的資訊 基本的影像處理 影像選取 去除背景 色彩修正 銳利度修正 人像編修 實習課程將引導同學具備基本的影像編修技術