影像資料的處理river.glis.ntnu.edu.tw/page/multimedia/21.pdf影像的品質 • 影像品質由光點、雜點、色像、彩度、 亮度、清晰度、濃度值等條件決定

影像資料的處理

陳昭珍

影像的品質

• 影像品質由光點、雜點、色像、彩度、亮度、清晰度、濃度值等條件決定

光點

• 光點之形成是由於所拍攝物件本身的創作媒材具有反射光線的特性，如油彩、陶版、金屬雕塑品等，然而一個專業的攝影師，必須具有專業能力將其克服

雜點

• 雜點之型成是源於正片送交沖印店時，該沖印店之顯影、定影藥水之不良，或是水洗槽的水質不良所造成的

色相

• 色相就是忠於原創作之顏色，使用不同廠牌型號之正片，所拍攝出來的色相皆有所不同，因為牽涉到該廠牌正片之感色層對某些色彩的敏銳度

彩度

• 彩度就是色彩飽和度，以印刷色之黃色(Y)來說，滿版(100%)的Y就是最大彩度，以現今顯示器能辨別256階的RGB三原色來說，R=0, or G=0, or B=0就是最大彩度

明度

• 明度是一張正片的明暗程度，牽涉到攝影師所使用的光圈及曝光時間

清晰度

• 清晰度就是攝影師對焦的準確度以及相機腳架的穩定度，必需任一區塊皆清晰，而不是只有中間點清晰，若是相機腳架不穩, 易造成雙影

濃度域

• 就是指某一色調純白到純黑的純黑的濃度範圍，亦是捕捉純白(0.2D)到純黑(4.0D)的範圍，濃度值不足常造成影像層次不佳，彩度不足，濃度值的取決大部份來自於曝光量以及沖印的顯影藥水強度。

基本原理

• 記憶體最小單位稱為位元(Bit)• 使用多少個位元的記憶體空間紀錄1個畫素的色彩資料,就決定此畫素有多少級的色彩變化

• 舉例說明– 1個位元(bit)只能記憶0或1,它只能顯示2個顏色– 2個位元能記憶00,01,10,11,能顯示4個顏色– 8個位元(bit)=1個位元組(Byte),能顯示256色

顏色 (Color)

• 全彩：RGB各有0~255的色階，也就是各需要2的8次方256種顏色(=8bits的儲存空間)；所以全彩模式需總共要24 bits (3x8=24)，故三原色RGB可產生256的三次方種顏色。

Bit Depth

• Indicates the number of different colors or shades of gray that can be stored in each pixel of a scanned (i.e., raster) image(點陣式影像). Sometimes referred to as "Color Depth." Usually expressed as number of bits per pixel.

畫素 Pixel與色彩深度Color Depth

• 畫像元素Picture Element 簡稱畫素 Pixel• Pixel這個字是由picture圖片和element單位兩個字組合而成的，取

每個字的前2個字中間再加上個x• 畫素是數位影像中之最小元素• 一張30mm*30mm的紙，以公釐mm為一個最小單位，所以這張紙

可以被細分成30x30=900個小格子；而一個格子填入一種顏色(Color)，這樣這張紙就會成為一張30*30的圖檔。

• 一個畫素在顯示一個顏色所用到記憶體空間稱為色彩深度Color Depth

• 舉例說明– 若1個畫素決定以8個位元(bit)來呈現黑灰白色彩,如(00000000)代表純

(全)白,(11111111)代表純黑,共可有256種黑白明暗的色階變化,此條件(模式)的色彩深度是8bit(或稱1Byte)

這是一張60個像素x60個像素的影像

像素（像素（PixelPixel））

相同的原稿由較多和較少的像素來記錄的差異：

原稿 640 × 480 1024 × 768

Bit Depth Associated Colors / Gray Tones1-bit Black and white only; no shades of gray4-bit 16 colors or gray tones8-bit 256 color or gray tones

24-bit 16.7 million color or gray tones32-bit 16.7 million color or gray tones and 8-bits of special effects

色彩深度圖示

色彩深度圖示

Color Mode

• Indicates whether colors or shades of gray are associated with the Bit Depth of a scanned (i.e., raster) image.

色彩模式Color Mode

• 色彩模式的定義是指圖像是由哪幾種顏色的組合

• 舉例說明– 若1個畫素決定以8個位元(bit)來呈現黑灰白色彩,其色彩模式稱為灰色調(Grayscale)

– 若1個畫素決定以R,G,B,3種顏色顯示,每種顏色以8個位元(bit)來呈現色彩,其色彩模式稱為RGB,其色彩深度為8Bitx3=24bit,可顯示的顏色共256x256x256=16,777,216色

Color Mode Meaning Bit Depth(s) Bitonal Black and white only; no shades of gray. 1-bitColor Color tones; no shades of gray. 4-bit

8-bit24-bit32-bit

Grayscale Shades of gray; no color tones. 8-bit

色彩模式與色彩深度圖示

有哪些色彩模式

色彩模式 英文簡稱 色彩深度 註解

全彩 RGB Ture Color(Millions Color) 24bits (3 Bytes) 常見電腦顯色模式

四色印刷 CMYK 32bits (4 Bytes) 印刷分色四色版

索引色 Indesd Color 8bits (1 Byte) 網路色彩壓縮模式之一

雙色調 Duotone 8bits (1 Byte) 黑色染色的表現

單色調 (灰色調) Grayscale 8bits (1 Byte) 一般黑白的表現

雙階調 (高反差) Bilevel 1bit 單純全黑或全白高反差的模式

視覺空間模式 LAB 24bits (3 Bytes) 數學座標式的視覺空間

顏色（顏色（ColorColor））

全彩：如下圖，RGB各有0~255的色階，也就是各需要8Bits ( 1Byte ) 的儲存空間，所以全彩 ( RGB ) 的模式，一個像素總共24bits ( 3Bytes )。三原色的組合，可產256 × 256 × 256 = 16777216種的顏色。

顏色（顏色（ColorColor））

色彩模式 英文簡稱 色彩深度 註解

全彩GRB True Color (Millions Color) 24 bits(3Bytes) 常見電腦顯色模式

四色印刷 CMYK 32 bits(4Bytes) 印刷分色四色版

索引色 Indexed Color 8 bits(1Byte) 網路瀏覽色彩壓縮模式之一

雙色調 Duotone 8 bits(1Byte) 黑白染色的表現

單色調

（灰色調）Grayscale 8 bits(1Byte) 一般黑白的表現

雙階調

（高反差）Bi-level 1 bit 單純全黑或全白高反差的

模式

視覺空間模式 LAB 24 bits(3Bytes) 數學座標模式的視覺空間

顏色（顏色（ColorColor））

全彩模式 雙色調

灰色調 雙階調

解析度 Resolution

• 解析度(Resolution)的定義是1個單位長度內排列多少個畫素,又稱空間解析度(geometrical resolution)

• 輸入設備的解析度是以畫素的總量來計算,如1英吋可讀取或擷取多少個畫素,於是產生pixel per inch(ppi)的概念

解析度 (Resolution)

• ppi：掃瞄裝置在每一英吋範圍內可以捕捉到的資訊密度、或掃瞄整個影像的到的所有資訊的總數、以及在電腦螢幕中能同時顯現在水平和垂直軸上多少獨立的顯示單元。

• dpi：描述輸出或輸入的解析度，不過在市面的一般掃瞄器中，dpi=ppi

• lpi：為網片輸出或印刷品印製之影像解析度，即是在每一英吋範圍內所包含的網線數數量。

解析度 (Resolution)‧掃瞄解析度：代表平台式或滾筒式的掃瞄器在每平方公分或平方英吋的單位面積裡可以偵測到多少資訊的數量。

‧光學解析度：代表一部掃瞄器或數位相機的光學系統所取樣得到的資訊之最大數量或最大密度。

‧差補解析度：適用於製作過程的輸入階段與輸出階段。在輸入階段：差補解析度代表掃描器藉由軟體演算法的輔助，能夠模擬產生的資訊之最高密度。如果有一張先前掃描得到的影像，在準備要輸出的時候才發現影像的解析度不足，導致列印的品質不佳，即可應用差補法添加新的像素，增加影像的解析度或尺寸大小，以產生比較理想的結果。使用差補法會破壞影像的完整性，所以不論在輸入或輸出的時候，均應盡量避免使用。

解析度 (Resolution)

• 影像解析度：不管在製作過程的那一個階段，都可以用影像解析度來代表一張數位影像所包括的資訊總數。

解析度 (Resolution)

• 螢幕解析度：代表電腦螢幕同時間內所能顯示出來的資料數量。

PPI與DPI有何不同?

• Dot意指影像質點,是指硬體設備所能呈現或擷取的最小單位

• 舉例說明– 彩色螢幕1英吋排列72組RGB螢光體,所以我們稱螢幕的解析度是72dpi(Dot Per Inch)

– 1200dpi的掃描機是指1英吋內可控制1200個感光點

– 1440dpi的噴墨印表機指影像輸出時每英吋可有1440個噴點

資料守恆定律

• 掃描機輸入1張圖像的檔案大小A=(ppi x Li)x(ppi x Wi) x Color Depth

• 輸出機輸出1張圖像的檔案大小B=(ppi x Lo)x(ppi x Wo) x Color Depth

• A=B即為資料守恆定律• 舉例說明

– 4x6英吋照片,希望能在300dpi的印表機上印成8x12英吋,掃描時要掃多少解析度?

其他重要推演

• 放大倍率• 品質係數

色彩濃度

• 定義:測量影像在紙張上或軟片上的明暗度

• 對於紙，由反射材料反射的光越少，濃度越高，紙的濃度範圍約是0.0D到2.0D。

• 對於軟片，由透射材料透過的光越少，濃度值越高，軟片的濃度範圍約為0.2D到4D。

掃描原理圖示

加色法與減色法

加色法與減色法

青、洋紅、黃、黑是印刷上採用的基本顏色其中青、洋紅、黃為減色三原色，可合成其他顏色

色彩管理基本概念• 請比較下兩張圖,您覺得哪張圖示原來畫作的顏色

色彩管理基本概念

色彩管理

• 導表是色彩的尺• 標準之色彩管理流程，從拍攝、掃描、至輸出皆須做到標準色彩管理流程

• 輸入端校正(拍攝校正.分色機校正) – --導入IT8.7/2輸入校正導表，共240階色彩相紙反射稿。

• 輸出端校正(輸出機校正) – --導入IT8.7/3輸出校正導表，共928階色彩電子檔案。

ISO的導表

色彩管理研究

• 黑白導表、彩色導表或IT8導表材質問題• 導入特殊顏色導表• 分色並輸出後，以濃度儀檢測黑白、彩色或導表之輸出品色彩濃度，判斷與原件是否差異？容忍誤差值之區間

• 提供自拍攝端至輸出端之其他變數值 ex.紙張特性、磅數、顏料特性、顏料廠牌…

Definition of Image Quality

• Quality Index (QI): is a means for relating resolution and text legibility– Marginal(3.6)– Medium (5.0)– High(8)

• Image quality is usually separated into two classes– Objective image quality: 需做影像性質之物理量測, 通常為特殊的軟體

– Subjective image quality: 人的觀察判斷

前置作業準備 儲存成tiff、jpeg、gif檔

拍攝正片

數位輸出

檢查拍攝品質

掃瞄分色

檢查掃瞄品質