图像存储原理解析

在处理任何类型的数据之前,对其有一个良好的理解是非常重要的。因此,在本文中,将讨论图像以及它们是如何在计算机上存储的。将了解像素值,并涵盖两种流行的图像格式——灰度和RGB。

注意:如果更喜欢以音视频格式学习灰度和RGB的概念,可以观看下面的视频,它解释了整篇文章的内容。如果不喜欢,可以继续阅读。

目录

  • 引言
  • 计算机如何存储黑白或灰度图像?
  • 计算机如何存储彩色图像?
  • 结论

计算机如何存储黑白或灰度图像?

让以一个例子开始。这里选取了一个黑白图像,也称为灰度图像。这是数字8的图像。现在,如果进一步放大并仔细观察,会看到图像变得扭曲,会看到一些小方框。

这些小方框被称为像素。经常使用术语——图像的尺寸是X x Y。这到底意味着什么?这意味着图像的尺寸简单地是图像高度(x)和宽度(y)上的像素数量。在这种情况下,如果数一下,将是24个像素高和16个像素宽。因此,这幅图像的尺寸将是24 x 16。虽然以这种格式看到图像,但计算机以数字的形式存储图像。

每个像素都表示为一个数值,这些数字被称为像素值。这些像素值表示像素的强度。对于灰度或黑白图像,像素值范围从0到255。较小的数字接近零代表较暗的阴影,而较大的数字接近255代表较亮或白色。

因此,计算机中保存的每张图像都是以这种形式保存的,其中有一个数字矩阵,这个矩阵也被称为一个通道。现在能猜出这个矩阵的形状吗?嗯,它将与图像高度和宽度上的像素值数量相同。在这种情况下,矩阵的形状将是24 x 16。

现在让快速总结一下到目前为止学到的要点。图像以数字矩阵的形式存储在计算机中,这些数字被称为像素值。这些像素值代表每个像素的强度。在灰度图像中,像素值0代表黑色,255代表白色。通道是一个像素值矩阵,而在灰度图像的情况下,只有一个通道。

计算机如何存储彩色图像?

现在知道了灰度图像是如何在计算机中存储的,让来看一个彩色图像的例子。所以让以一只狗的彩色图像为例——

这幅图像包含许多不同的颜色。几乎所有颜色都可以通过三种原色——红色、绿色和蓝色来生成。因此,可以这样说,每张彩色图像都是这三种颜色或3个通道——红色、绿色和蓝色的独特组合。

这意味着在彩色图像中,矩阵或通道的数量会更多。在这个特定的例子中,有3个矩阵——1个红色矩阵,称为红色通道,另一个绿色矩阵,称为绿色通道,最后是第三个蓝色矩阵,称为蓝色通道。

这些矩阵中的每一个都会有从0到255的值,其中每个数字代表像素的强度。换句话说,这些值代表不同的红色、绿色和蓝色阴影。所有这些通道或矩阵相互叠加,当加载到计算机中时形成图像的形状。计算机读取这幅图像为——

N x M x 3

其中N是高度上的像素数量,M是宽度上的像素数量,3代表通道的数量。在这种情况下,有3个通道R、G和B。所以,在示例中,彩色图像的形状将是——

6 x 5 x 3

因为有6个像素高,5个像素宽,并且有3个通道存在。

希望现在都理解了计算机是如何存储图像的。学习了与这个话题相关的一些重要术语,比如像素、通道、像素值等。在本文中,涵盖了两种最常见的图像格式——灰度和RGB。还有其他图像格式,将在下一篇文章中介绍!

灰度图像 | RGB

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