【课程名称】数字影像及后期处理――基于Photoshop的静态图像处理
【课程性质】学科基础，必修
【学分】4
【学时】64
【适用专业】广告设计专业第三学期，平面设计专业第三学期
【考核方式】考试，闭卷笔试
【授课模式】概念讲述（20%） + 实例示范（50%）+ 作业讲评（20%）+ 理论思索（10%）
【分数构成】平时表现（20%）+ 两次作业（2×30%）+ 期末闭卷笔试（20%）
【主讲人】杨新磊（副教授）
 

引言

1、计算机（Computer）是一种能够按照事先存储的程序，自动、高速地进行大量数值计算和各种信息处理的现代化智能电子设备。由硬件和软件所组成，两者是不可分割的。人们把没有安装任何软件的计算机称为裸机。

2、分类

从计算机的类型、工作方式、构成器件、操作原理、应用环境等划分，计算机有多种分类。 　　

从数据表示来说，计算机可分为数字计算机、模拟计算机以及混合计算机三类。 　　

数字计算机按构成的器件划分，曾有机械计算机和机电计算机，现用的电子计算机，正在研究的光计算机、量子计算机、生物计算机、神经计算机等等。

电子计算机就其规模或系统功能而言，可分为巨型、大型、中型、小型、微型计算机和单片机。 　　

综合起来说，计算机的分类是这样的： 　　

(1)按照性能指标分类 　　①巨型机：高速度、大容量 　　② 大型机：速度快、应用于军事技术科研领域 　　③小型机：结构简单、造价低、性能价格比突出　　④ 微型机：体积小、重量轻、价格低 　　

(2)按照用途分类 　　① 专用机：针对性强、特定服务、专门设计， 　　② 通用机：科学计算、数据处理、过程控制解决各类问题 　　

3)按照原理分类 　　①数字机：速度快、精度高、自动化、通用性强 　　② 模拟机：用模拟量作为运算量，速度快、精度差 　　③ 混合机：集中前两者优点、避开其缺点，处于发展阶段

3、硬件

计算机系统中所使用的电子线路和物理设备，是看得见、摸得着的实体，如中央处理器（CPU）、存储器、外部设备（输入输出设备、I/O设备）及总线等。 　

①中央处理器 　　主要功能是根据存储器内的程序，中央处理器

逐条地执行程序所指定的操作。中央处理器的主要组成部分是：数据寄存器、指令寄存器、指令译码器、算术逻辑部件、操作控制器、程序计数器（指令地址计数器）、地址寄存器等。

②存储器 　　主要功能是存放程序和数据，程序是计算机操作的依据，数据是计算机操作的对象。存储器是由存储体、地址译码器、读写控制电路、地址总线和数据总线组成。能由中央处理器直接随机存取指令和数据的存储设备称为主存储器，内存储器，磁盘、磁带、光盘等不能直接被中央处理器读的存储设备取称为外存储器（或辅助存储器）。高速缓存、主存储器、外部存储器和相应的软件，组成计算机的存储系统。　　

③外部设备 　　主要功能是用户与机器之间的桥梁。输入设备的任务是把用户要求计算机处理的数据、字符、文字、图形和程序等各种形式的信息转换为计算机所能接受的编码形式存入到计算机内。输出设备的任务是把计算机的处理结果以用户需要的形式（如屏幕显示、文字打印、图形图表、语言音响等）输出。输入输出接口是外部设备与中央处理器之间的缓冲装置，负责电气性能的匹配和信息格式的转换。 

4、软件

对能使计算机硬件系统顺利和有效工作的程序集合的总称。程序总是要通过某种物理介质来存储的，它们是磁盘、磁带、程序纸、穿孔卡等，但软件并不是指这些物理介质，而是指那些有程序设计人员预先设计编写的存放在存储体中的代码。可靠的计算机硬件如同一个人的强壮体魄，有效的软件如同一个人的聪颖思维。　　　

计算机的软件系统可分为系统软件和应用软件两部分。系统软件是负责对整个计算机系统资源的管理、调度、监视及为其他应用软件提供接口和服务服务。应用软件是指应各个不同领域用户的不同需要而专门开发的各种应用程序。

计算机软件系统包括： 　　

①操作系统 　　系统软件的核心，它负责对计算机系统内各种软、硬资源的管理、控制和监视。 　　

②数据库管理系统 　　负责对计算机系统内全部文件、资料和数据的管理和共享。 　　

③编译系统 　　负责把用户用高级语言所编写的源程序编译成机器所能理解和执行的机器语言。 　　

④网络系统 　　负责对计算机系统的网络资源进行组织和管理，使得在多台独立的计算机间能进行相互的资源共享和通信。 　　

⑤标准程序库 　　按标准格式所编写的一些程序的集合，这些标准程序包括求解初等函数、线性方程组、常微分方程、数值积分等计算程序。 　　

⑥服务性程序 　　也称实用程序。为增强计算机系统的服务功能而提供的各种程序，包括对用户程序的装置、连接、编辑、查错、纠错、诊断等功能。为了使计算机能算得快和准、记得多和牢，数十年来，对提高单机中的中央处理器的处理速度和精度，对提高存储器的存取速度和容量作了许多改进，如：增加运算器的基本字长和提高运算器的精度；增加新的数据类型，或对数据进行自定义，使数据带有标志符，用以区别指令和数，及说明数据类型；在CPU 内增设通用寄存器、采用变址寄存器、增加间接寻址功能和增设高速缓冲存储器和采用堆栈技术；采用存储器交叉存取技术及虚拟存储器技术；采用指令流水线和运算流水线；采用多个功能部件和增设协处理器等。

5、操作系统

操作系统（Operating System，简称OS）是一管理电脑硬件与软件资源的程序，同时也是计算机系统的内核与基石。操作系统是一个庞大的管理控制程序，大致包括5个方面的管理功能：进程与处理机管理、作业管理、存储管理、设备管理、文件管理。

以现代观点而言，标准个人电脑OS应提供以下功能：进程管理（Processing management）；记忆空间管理（Memory management）；文件系统（File system）；网络通讯；安全机制（Security）；使用者界面；驱动程序。目前微机上常见的操作系统有DOS、OS/2、UNIX、XENIX、LINUX、Windows、Netware等。

操作是控制其他程序运行，管理系统资源并为用户提供操作界面的系统软件的集合。操作系统身负诸如管理与配置内存、决定系统资源供需的优先次序、控制输入与输出设备、操作网络与管理文件系统等基本事务。　　

操作系统是管理计算机系统的全部硬件资源包括软件资源及数据资源；控制程序运行；改善人机界面；为其它应用软件提供支持等，使计算机系统所有资源最大限度地发挥作用，为用户提供方便的、有效的、友善的服务界面。　　所有的操作系统具有并发性、共享性、虚拟性和不确定性四个基本特征。 　　

2005年以来，计算机上的分布的操作系统主要两个家族：类Unix家族和微软Windows家族。而主机系统和嵌入式操作系统使用多样的系统，并且很多和Windows、Unix都没有直接的联系。

操作系统的主要功能：（1）资源管理 　 系统的设备资源和信息资源都是操作系统根据用户需求按一定的策略来进行分配和调度的。（2）程序控制    一个用户程序的执行自始至终是在操作系统控制下进行的。一个用户将他要解决的问题用某一种程序设计语言编写了一个程序后就将该程序连同对它执行的要求输入到计算机内，操作系统就根据要求控制这个用户程序的执行直到结束。操作系统控制用户的执行主要有以下一些内容：调入相应的编译程序，将用某种程序设计语言编写的源程序编译成计算机可执行的目标程序，分配内存储等资源将程序调入内存并启动，按用户指定的要求处理执行中出现的各种事件以及与操作员联系请示有关意外事件的处理等。（3）人机交互　 操作系统的人机交互功能是决定计算机系统“友善性”的一个重要因素。人机交互功能主要靠可输入输出的外部设备和相应的软件来完成。可供人机交互使用的设备主要有键盘显示、鼠标、各种模式识别设备等。与这些设备相应的软件就是操作系统提供人机交互功能的部分。

操作系统分类     目前的操作系统种类繁多，很难用单一标准统一分类。　　

1）根据应用领域来划分，可分为桌面操作系统、服务器操作系统、主机操作系统、嵌入式操作系统。 　　

2）根据所支持的用户数目，可分为单用户(MSDOS、OS/2．Windows)、多用户系统(UNIX、MVS)。

3）根据源码开放程度，可分为开源操作系统(Linux、Chrome OS)和不开源操作系统(Windows、Mac OS)。 　　

4）根据硬件结构，可分为网络操作系统(Netware、Windows NT、OS/2 warp)、分布式系统(Amoeba)、多媒体系统(Amiga)。　　

5）根据操作系统的使用环境和对作业处理方式来考虑，可分为批处理系统(MVX、DOS/VSE)、分时系统( Linux、UNIX、XENIX、Mac OS)、实时系统(iEMX、VRTX、RTOS，RT WINDOWS)。

6）根据操作系统的技术复杂程度，可分为简单操作系统、智能操作系统（见智能软件）。所谓的简单操作系统，指的是计算机初期所配置的操作系统，如IBM公司的磁盘操作系统DOS/360和微型计算机的操作系统CP/M等。这类操作系统的功能主要是操作命令的执行，文件服务，支持高级程序设计语言编译程序和控制外部设备等。

微软（Microsoft）操作系统体系： MS-DOS 　　Xenix 　　Microsoft Bob 　　基于MS-DOS操作系统的Windows 　　Windows 1.0 　　Windows 2.0 　　Windows 3.1 　　Windows 95 　　Windows 98 　　Windows ME 　　Windows NT 　　Windows NT 3.5 　　Windows NT 4 　　Windows 2000 　　Windows XP 　　Windows XP SP1 　　Windows XP SP2 　　Windows XP SP3 　　Windows XP Media Center Edition 　　Windows XP Home Edition 　　Windows XP Tablet PC Edition 　　Windows XP Professional 　　Windows XP Professional x64 Edition 　　Windows Server 2003 　　Windows Server 2003 64-bit Edition 　　Windows Vista 　　Windows Vista SP1 　　Windows Vista Home Basic 　　Windows Vista Home Premium 　　Windows Vista Business 　　Windows Vista Ultimate 　　Windows Vista Enterprise 　　Windows Vista Starter 　　Windows Server 2008 　　Windows Server "Longhorn" Web x86 　　Windows Server "Longhorn" Web x64 　　Windows Server "Longhorn" Standard x86 　　Windows Server "Longhorn" Standard x64 　　Windows Server "Longhorn" Enterprise x86 　　Windows Server "Longhorn" Enterprise x64 　　Windows Server "Longhorn" Datacenter x86 　　Windows Server "Longhorn" Datacenter x64 　　Windows 7 　　Windows 7 Home Basic 　　Windows 7 Starter 　　Windows 7 Home Premium 　　Windows 7 Professional 　　Windows 7 Enterprise 　　Windows 7 Ultimate 　　Windows Server 2008 R2

苹果（Apple/Macintosh）操作系统体系： 　　Apple DOS 　　ProDOS 　　Mac OS 　　Mac OS X 　　Mac OS X 10.4 Tiger 　　Mac OS X 10.5 Leopard 　　Mac OS X 10.6 Snow Leopard (Alpha) 　　pink OS 　　BeOS 　　A/UX 　　Be 　　BeOS 　　BeIA

6、苹果操作系统

苹果公司，全称苹果股份有限公司，原称苹果电脑(Apple Computer)，在2007年1月9日于美国旧金山的 Macworld Expo 上宣布改名。总部位于美国加利福尼亚的库比提诺，核心业务是电子科技产品，目前全球电脑市场占有率为3.8%。诺基亚在2010年10月起诉iPhone制造商苹果公司，认为该公司在未向其费用的情况下使用其专利技术。2011年6月13日，双方就此事达成和解。2011年8月10日苹果公司市值已超过埃克森美孚，成为全球市值最高的上市公司。

苹果公司主要骨干：Steve Paul Jobs 斯蒂夫・乔布斯（董事会主席） 　　Timothy D. Cook 蒂姆・库克（CEO） 　　Peter Oppenheimer（CFO） 　　Philip W. Schiller（SVP Marketing）　　Jonathan Ive（VP Industrial Design）

Mac OS X 是全球领先的操作系统。基于坚如磐石的 UNIX 基础，设计简单直观，让处处创新的 Mac 安全易用，高度兼容，出类拔萃。Mac OS X 以简单易用和稳定可靠著称。因此在开发 Snow Leopard 的过程中，Apple 工程师们只有一个目标：精益求精。他们不断寻找可供完善、优化和提速的地方 - 从简单的卸载外部驱动到安装操作系统。超凡品质如今更上层楼。现在就来看看你的 Mac 体验如何更臻完美。 

命名由来。X 这个字母是一个罗马数字且正式的发音为 "十"(ten)，接续了先前的麦金塔操作系统像是 Mac OS 8 和  Mac OS X 10.5 Leopard Mac OS 9 的编号。某些人把它读作 X 字母且发音为 "ex"。对于这个直接解读的原因是对于 Unix-like 操作系统的传统命名会以字母 "x" 作为结尾 (例如 AIX, IRIX, Linux, Minix, Ultrix, Xenix)。另外一个原因是苹果电脑的倾向提及特别的版本是以(例如) "Mac OS X 版本 10.4" 印刷出来。 　　

Mac OS X 版本以大型猫科动物命名。比他的推出更重要的，在苹果电脑内部 10.0 版本的代号是猎豹(Cheetah)，以及 10.1 版本代号为美洲狮(Puma)。在苹果的产品市场 10.2 版本命名为 美洲虎(Jaguar)，以及 10.3 相似地命名为 黑豹(Panther)，10.4 命名为 老虎(Tiger)，10.5为豹子（Leopard）10.6为雪豹（Snow Leopard）。10.7狮子（Lion）当作下一个推出的操作系统。苹果电脑也已经注册山猫(Lynx)和美洲狮(Puma在美洲的惯用词，Cougar)当作未来使用的商标。　　

第1讲     Photoshop的概况简介
 

（一）图像
图像，Picture /Image，有多种含义，其中最常见的定义是指各种图形和影像的总称。在学习以及日常的工作中，图像都是必不可少的组成部分，它为人类构建了一个形象的思维模式，有助于我们学习、思考问题。

图像可分为静态图像和动态图像，也可分为模拟图像和数字图像，前者是前计算机时代的产物，后者是计算机和网络时代的新宠。

（二）数字图像
数字图像，又称数码图像或数位图像，是二维图像用有限数字数值像素的表示。 通常，像素在计算机中保存为二维整数数阻的光栅图像，这些值经常用压缩格式进行传输和储存。数字图像可以许多不同的输入设备和技术生成，例如数码相机、扫描仪、坐标测量机、seismographic profiling、airborne radar等等，也可以从任意的非图像数据合成得到，例如数学函数或者三维几何模型，三维几何模型是计算机图形学的一个主要分支。数字图像处理领域就是研究它们的变换算法。

　 每个图像的像素通常对应于二维空间中一个特定的'位置'，并且有一个或者多个与那个点相关的采样值组成数值。根据这些采样数目及特性的不同数字图像可以划分为： 　　

1）二值图像 (Binary Image): 图像中每个像素的亮度值(Intensity)仅可以取自0到1的图像。

2）灰度图像 (Gray Scale Image)，也称为灰阶图像: 图像中每个像素可以由0(黑)到255(白)的亮度值表示。0-255之间表示不同的灰度级。

3）彩色图像 (Color Image)：每幅彩色图像是由三幅不同颜色的灰度图像组合而成，一个为红色，一个为绿色，另一个为蓝色。

4）立体图像 (Stereo Image)：立体图像是一物体由不同角度拍摄的一对图像，通常情况下我们可以用立体像计算出图像的深度信息。

5）三维图像 (3D Image)：三维图像是由一组堆栈的二位图像组成。每一幅图像表示该物体的一个横截面。 数字图像也用于表示在一个三维空间分布点的数据，例如计算机断层扫描（:en:tomographic，CT）设备生成的图像，在这种情况下，每个数据都称作一个体素。

目前比较流行的图像格式包括光栅图像格式BMP、GIF、JPEG、PNG等，以及矢量图像格式WMF、SVG等。大多数浏览器都支持GIF、JPG以及PNG图像的直接显示。SVG格式作为W3C的标准格式在网络上的应用越来越广。一些图片察看工具提供幻灯片显示工具，能够自动地一张一张察看图片。

（三）数字图像处理
数字图像处理(Digital Image Processing)是通过计算机对图像进行去除噪声、增强、复原、分割、提取特征等处理的方法和技术。数字图像处理的产生和迅速发展主要受三个因素的影响：一是计算机的发展；二是数学的发展(特别是离散数学理论的创立和完善)；三是广泛的农牧业、林业、环境、军事、工业和医学等方面的应用需求的增长。

　　一般来说，对图像进行处理的主要目的有三个方面: (1)提高图像的视感质量,如进行图像的亮度、彩色变换,增强、抑制某些成分,对图像进行几何变换等,以改善图像的质量。(2)提取图像中所包含的某些特征或特殊信息,这些被提取的特征或信息往往为计算机分析图像提供便利。提取特征或信息的过程是模式识别或计算机视觉的预处理。提取的特征可以包括很多方面,如频域特征、灰度或颜色特征、边界特征、区域特征、纹理特征、形状特征、拓扑特征和关系结构等。 (3)图像数据的变换、编码和压缩,以便于图像的存储和传输。不管是何种目的的图像处理,都需要由计算机和图像专用设备组成的图像处理系统对图像数据进行输入、加工和输出。

　　数字图像处理的主要内容有以下几个方面：1) 图像变换由于图像阵列很大，直接在空间域中进行处理，涉及计算量很大。因此，往往采用各种图像变换的方法，如傅立叶变换、沃尔什变换、离散余弦变换等间接处理技术，将空间域的处理转换为变换域处理，不仅可减少计算量，而且可获得更有效的处理（如傅立叶变换可在频域中进行数字滤波处理）。目前新兴研究的小波变换在时域和频域中都具有良好的局部化特性，它在图像处理中也有着广泛而有效的应用。 2) 图像编码压缩图像编码压缩技术可减少描述图像的数据量（即比特数），以便节省图像传输、处理时间和减少所占用的存储器容量。压缩可以在不失真的前提下获得，也可以在允许的失真条件下进行。编码是压缩技术中最重要的方法，它在图像处理技术中是发展最早且比较成熟的技术。 3) 图像增强和复原图像增强和复原的目的是为了提高图像的质量，如去除噪声，提高图像的清晰度等。图像增强不考虑图像降质的原因，突出图像中所感兴趣的部分。如强化图像高频分量，可使图像中物体轮廓清晰，细节明显；如强化低频分量可减少图像中噪声影响。图像复原要求对图像降质的原因有一定的了解，一般讲应根据降质过程建立"降质模型"，再采用某种滤波方法，恢复或重建原来的图像。 4) 图像分割图像分割是数字图像处理中的关键技术之一。图像分割是将图像中有意义的特征部分提取出来，其有意义的特征有图像中的边缘、区域等，这是进一步进行图像识别、分析和理解的基础。虽然目前已研究出不少边缘提取、区域分割的方法，但还没有一种普遍适用于各种图像的有效方法。因此，对图像分割的研究还在不断深入之中，是目前图像处理中研究的热点之一。 5) 图像描述图像描述是图像识别和理解的必要前提。作为最简单的二值图像可采用其几何特性描述物体的特性，一般图像的描述方法采用二维形状描述，它有边界描述和区域描述两类方法。对于特殊的纹理图像可采用二维纹理特征描述。随着图像处理研究的深入发展，已经开始进行三维物体描述的研究，提出了体积描述、表面描述、广义圆柱体描述等方法。6) 图像分类（识别）图像分类（识别）属于模式识别的范畴，其主要内容是图像经过某些预处理（增强、复原、压缩）后，进行图像分割和特征提取，从而进行判决分类。图像分类常采用经典的模式识别方法，有统计模式分类和句法（结构）模式分类，近年来新发展起来的模糊模式识别和人工神经网络模式分类在图像识别中也越来越受到重视。

数字图像处理的常用方法：1）图像变换：由于图像阵列很大，直接在空间域中进行处理，涉及计算量很大。因此，往往采用各种图像变换的方法，如傅立叶变换、沃尔什变换、离散余弦变换等间接处理技术，将空间域的处理转换为变换域处理，不仅可减少计算量，而且可获得更有效的处理（如傅立叶变换可在频域中进行数字滤波处理）。目前新兴研究的小波变换在时域和频域中都具有良好的局部化特性，它在图像处理中也有着广泛而有效的应用。 2 ）图像编码压缩：图像编码压缩技术可减少描述图像的数据量（即比特数），以便节省图像传输、处理时间和减少所占用的存储器容量。压缩可以在不失真的前提下获得，也可以在允许的失真条件下进行。编码是压缩技术中最重要的方法，它在图像处理技术中是发展最早且比较成熟的技术。 　　3 ）图像增强和复原：图像增强和复原的目的是为了提高图像的质量，如去除噪声，提高图像的清晰度等。图像增强不考虑图像降质的原因，突出图像中所感兴趣的部分。如强化图像高频分量，可使图像中物体轮廓清晰，细节明显；如强化低频分量可减少图像中噪声影响。图像复原要求对图像降质的原因有一定的了解，一般讲应根据降质过程建立“降质模型”，再采用某种滤波方法，恢复或重建原来的图像。 4 ）图像分割：图像分割是数字图像处理中的关键技术之一。图像分割是将图像中有意义的特征部分提取出来，其有意义的特征有图像中的边缘、区域等，这是进一步进行图像识别、分析和理解的基础。虽然目前已研究出不少边缘提取、区域分割的方法，但还没有一种普遍适用于各种图像的有效方法。因此，对图像分割的研究还在不断深入之中，是目前图像处理中研究的热点之一。 5 ）图像描述：图像描述是图像识别和理解的必要前提。作为最简单的二值图像可采用其几何特性描述物体的特性，一般图像的描述方法采用二维形状描述，它有边界描述和区域描述两类方法。对于特殊的纹理图像可采用二维纹理特征描述。随着图像处理研究的深入发展，已经开始进行三维物体描述的研究，提出了体积描述、表面描述、广义圆柱体描述等方法。 6 ）图像分类（识别）：图像分类（识别）属于模式识别的范畴，其主要内容是图像经过某些预处理（增强、复原、压缩）后，进行图像分割和特征提取，从而进行判决分类。图像分类常采用经典的模式识别方法，有统计模式分类和句法（结构）模式分类，近年来新发展起来的模糊模式识别和人工神经网络模式分类在图像识别中也越来越受到重视。

数字图像处理的特点包括：（1）处理信息量很大    数字图像处理的信息大多是二维信息，处理信息量很大。如一幅256×256低分辨率黑白图像，要求约64kbit的数据量；对高分辨率彩色512×512图像，则要求768kbit数据量；如果要处理30帧/秒的电视图像序列，则每秒要求500kbit～22.5Mbit数据量。因此对计算机的计算速度、存储容量等要求较高。（2）占用频带较宽    数字图像处理占用的频带较宽。与语言信息相比，占用的频带要大几个数量级。如电视图像的带宽约5.6MHz，而语音带宽仅为4kHz左右。所以在成像、传输、存储、处理、显示等各个环节的实现上，技术难度较大，成本亦高，这就对频带压缩技术提出了更高的要求。

（3）各像素相关性大     数字图像中各个像素是不独立的，其相关性大。在图像画面上，经常有很多像素有相同或接近的灰度。就电视画面而言，同一行中相邻两个像素或相邻两行间的像素，其相关系数可达0.9以上，而相邻两帧之间的相关性比帧内相关性一般说还要大些。因此，图像处理中信息压缩的潜力很大。

（4）无法复现三维景物的全部几何信息    由于图像是三维景物的二维投影，一幅图象本身不具备复现三维景物的全部几何信息的能力，很显然三维景物背后部分信息在二维图像画面上是反映不出来的。因此，要分析和理解三维景物必须作合适的假定或附加新的测量，例如双目图像或多视点图像。在理解三维景物时需要知识导引，这也是人工智能中正在致力解决的知识工程问题。（5）受人的因素影响较大   数字图像处理后的图像一般是给人观察和评价的，因此受人的因素影响较大。由于人的视觉系统很复杂，受环境条件、视觉性能、人的情绪爱好以及知识状况影响很大，作为图像质量的评价还有待进一步深入的研究。另一方面，计算机视觉是模仿人的视觉，人的感知机理必然影响着计算机视觉的研究。例如，什么是感知的初始基元，基元是如何组成的，局部与全局感知的关系，优先敏感的结构、属性和时间特征等，这些都是心理学和神经心理学正在着力研究的课题。

　4．数字图像处理大体上可分为图像的像质改善、图像分析和图像重建三大部分，每一部分均包含丰富的内容。由于图像的光学处理从原理上讲只能进行线性运算，这极大地限制了光学图像处理能实现的目标。而数字图像处理不仅能完成线性运算，而且能实现非线性处理，即凡是可以用数学公式或逻辑关系来表达的一切运算均可用数字图像处理实现。

数字图像处理的应用领域：1）航天和航空技术方面     2）生物医学工程方面    3）通信工程方面

4）工业和工程方面    5）军事公安方面     6）文化艺术方面

（四）Adobe公司                  

Adobe Systems是全球公认的数字图像处理顶级专家，是一家总部位于美国加州圣何塞的电脑软件公司。公司由John E. Warnock 博士和Charles M. Geschke 博士创建于1982年12月，他们先前都曾任职于衍生于苹果公司的施乐公司的帕洛阿尔托研究中心，离开后组建了Adobe系统公司。

“Adobe”这个名字，没有传奇的来历，它仅仅是来源于其创始人约翰沃诺克（John E.Warnock）的 

老家背后那条流淌的小河之名――Adobe Creek。

Adobe公司的经典软件有：Adobe Photoshop，Adobe Premiere，Adobe After Effects，Adobe Illustrator，Adobe Flash系列，Adobe Reader，Adobe Dreamweaver，Adobe Pagemaker，Adobe Indesign，Adobe Director。

（五）什么是Photoshop

Photoshop是全球公认的最优秀的静态数字图像处理软件，来自美国Adobe公司。Photoshop一词由该公司自创，photo指“照片、相片”，shop指“手工工厂，车间”。

从功能上看，Photoshop可分为图像编辑、图像合成、校色调色及特效制作部分。1）图像编辑是图像处理的基础，可以对图像做各种变换如放大、缩小、旋转、倾斜、镜像、透视等。也可进行复制、去除斑点、修补、修饰图像的残损等。这在婚纱摄影、人像处理制作中有非常大的用场，去除人像上不满意的部分，进行美化加工，得到让人非常满意的效果。2）图像合成则是将几幅图像通过图层操作、工具应用合成完整的、传达明确意义的图像，这是美术设计的必经之路。photoshop提供的绘图工具让外来图像与创意很好地融合，成为可能使图像的合成天衣无缝。3）校色调色是photoshop中深具威力的功能之一，可方便快捷地对图像的颜色进行明暗、色偏的调整和校正，也可在不同颜色进行切换以满足图像在不同领域如网页设计、印刷、多媒体等方面应用。 4）特效制作在photoshop中主要由滤镜、通道及工具综合应用完成。包括图像的特效创意和特效字的制作，如油画、浮雕、石膏画、素描等常用的传统美术技巧都可藉由photoshop特效完成。而各种特效字的制作更是很多美术设计师热衷于Photoshop的研究的原因。

（六）Photoshop的七个基本概念
1、位图（Bitmap）：又称光栅图，一般用于照片品质的图像处理，是由许多像小方块一样的"像素"组成的图形。由其位置与颜色值表示，能表现出颜色阴影的变化。Photoshop主要用于处理位图。位图又称为点阵图、像素图或栅格图像，是由称作像素（栅格）的单个点组成。这些点可以进行不同的排列和染色以构成图样。

2、位图的单位――像素（Pixel）：指可以表现亮度甚至色彩变化的一个点，是构成数字图像的最小单位。像素具有大小相同、明暗和颜色的变化。特点是有固定的位置和特定的颜色值。位图图像善于重现颜色的细微层次，能够制作出色彩和亮度变化丰富的图像，可逼真地再现这个世界，文件庞大，不能随意缩放；打印和输出的精度是有限的；

3、矢量图（Vector）：矢量又称为“向量”，矢量图形中的图形元素（点和线段）称为对象，每个对象都是一个单独的个体，它具有大小、方向、轮廓、颜色和屏幕位置等属性。简单地说，矢量图形软件就是用数学的方法来绘制矩形等基本形状。矢量图形能重现清晰的轮廓，线条非常光滑、且具有良好的缩放性；编辑能力强、文字编辑能力强；与位图相比，在显示和打印方面都快的多；图形不真实生动，颜色不丰富，无法像照片一样真实地再现这个世界的景色。

矢量与标量相反，标量亦称“无向量”。有些物理量，只具有数值大小，而没有方向，部分有正负之分。这些量之间的运算遵循一般的代数法则，称做“标量”，如质量、密度、温度、功、能量、路程、速率、体积、时间、热量、电阻、功率、势能、引力势能、电势能等物理量。无论选取什么坐标系，标量的数值恒保持不变。矢量和标量的乘积仍为矢量。矢量和矢量的乘积，可构成新的标量，也可构成新的矢量，构成标量的乘积叫标积；构成矢量的乘积叫矢积。如功、功率等的计算是采用两个矢量的标积。A=F・S，P=F・v。力矩、洛仑兹力等的计算是采用两个矢量的矢积。M=r×F，F=qvB。

矢量图与位图比较：1）矢量图与分辨率无关，可以这么理解，不管矢量图放多大，都不影响它的质量和效果。矢量图的放大，只是参数的改变，电脑就会根据现有的分辨率重新计算出新的图像。位图的质量取决于分辨率。一幅点位图放大几倍后，就会明显地出现“马赛克”的现象。2）矢量图可以十分灵活地进行编辑，矢量图的基本元素是对象，每个对象都是自成一体的实体，某个对象的改变不会影响到没有关联的对象。位图的编辑受到限制。点位图是点（像素）的排列，局部移动了或者改变了就会影响到其他部分的点。3）到底是用矢量图还是位图，应该根据应用的需要而定，两者结合起来可以制作出非凡的效果。

4、分辨率：每单位长度上的像素叫做图像的分辨率，简单讲即是电脑的图像给读者自己观看的清晰与模糊，分辨率有很多种。如屏幕分辨率，扫描仪的分辨率，打印分辨率。图像尺寸与图像大小及分辨率的关系：如图像尺寸大，分辨率大，文件较大，所占内存大，电脑处理速度会慢，相反，任意一个因素减少，处理速度都会加快。 　　

5、通道：在PS中，通道是指色彩的范围，一般情况下，一种基本色为一个通道。如RGB颜色，R为红色，所以R通道的范围为红色，G为绿色，B为蓝色。　　

6、图层：在PS中，一般多是用到多个图层制作每一层好象是一张透明纸，叠放在一起就是一个完整的图像。对每一图层进行修改处理，对其它的图层不会造成任何的影响。　　

7、图像的色彩模式： 1）RGB彩色模式：又叫加色模式，是屏幕显示的最佳颜色，由红、绿、蓝三种颜色组成，每一种颜色可以有0-255的亮度变化。 2）CMYK彩色模式：由品蓝，品红，品黄和黑色组成，又叫减色模式。一般打印输出及印刷都是这种模式，所以打印图片一般都采用CMYK模式。 3）HSB彩色模式：是将色彩分解为色调，饱和度及亮度通过调整色调，饱和度及亮度得到颜色和变化。 4）Lab彩色模式：这种模式通过一个光强和两个色调来描述一个色调叫a，另一个色调叫b。它主要影响着色调的明暗。一般RGB转换成CMYK都先经Lab的转换。 5）索引颜色：这种颜色下图像像素用一个字节表示它最多包含有256色的色表储存并索引其所用的颜色，它图像质量不高，占空间较少。 6）灰度模式：即只用黑色和白色显示图像，像素0值为黑色，像素255为白色。 7）位图模式：像素不是由字节表示，而是由二进制表示，即黑色和白色由二进制表示，从而占磁盘空间最小。

                                                              2011年9月25日