RGB图像的表示是什么？

Question

我已经开始学习图像处理，我被困在这里，请帮助我。

灰度图像由 M 和 N 矩阵表示，其中矩阵的每个元素的值为 [0,255]，表示强度。

例子：

    row 1 : 2,120
    row 2 : 190, 40

这是一个 2 x 2 的矩阵，它是一个灰度图像。

现在我很困惑，无法获得如何表示每个像素值或强度是三个值的混合的 RGB 图像。

定义说，

RGB 图像用 M×N×3 阵列表示，其中每个 3 向量对应于每个像素的红色、绿色和蓝色强度。

但我无法理解上面的句子。 请帮我理解意思。

先感谢您。

Answer 1

在灰度图像中，每个像素都可以用单个数字表示，该数字的范围通常为 0 到 255。该值决定了像素显示的暗度（例如，0 是黑色，而 255 是亮白色）。

在彩色图像中，每个像素可以由三个数字的向量表示（每个数字的范围为 0 到 255），用于三个主要颜色通道：红色、绿色和蓝色。 这三个红色、绿色和蓝色 (RGB) 值一起使用来决定该像素的颜色。 例如，紫色可能表示为 128、0、128（中等强度的红色和蓝色的混合，没有绿色）。

现在我将以你的例子来让你理解给定的定义。

假设一个 2 x 2 矩阵的彩色图像：

第 1 行：绿色、蓝色

row2：红色，黑色

如果我用其 RGB 值表示上述颜色：

第 1 行：[0,255,0],[0,0,255]

第 2 行：[255,0,0],[0,0,0]

因此，M-by-N-by 3 描述了 M 是矩阵的行数，N 是矩阵的列数，3 是表示 RGB 值的向量的大小。 这是像素网格中的 RGB 表示。

Answer 2

从概念上讲，M×N RGB 图像是一个 2D 矩阵，其中每个矩阵元素是一个具有 3 个值的向量。

您可以通过多种不同的方式在物理内存中表示这一点。 例如：

1. 使用 MxN 数组，其中每个元素都是 24 位整数。 每个整数由红色、绿色和蓝色值（每个 8 位整数）组成，例如： red<<16 | green<<8 | blue red<<16 | green<<8 | blue red<<16 | green<<8 | blue （或等效的red*256*256 + green*256 + blue ）。

2. 使用 3 个独立的 MxN 阵列，每个颜色通道一个。

3. 使用 MxNx3 数组，其中第三个维度是“颜色维度”。 您可以将其索引为img[i,j,k] ， k为 0、1 或 2。因此，一个像素由 3 个数组元素组成。

最后一种格式是问题中描述的格式。 这样的 3D 数组通常实现为 1D 数组，索引转换如下：

index = i + j * M + k * N*M;

或者像这样：

index = i * N*3 + j * 3 + k;

或者以另一种不同的顺序，这无关紧要（我们在这里假设是基于 0 的索引）。 因此，该数组有M*N*3元素，其中的三个元素一起表示一个像素。

Answer 3

(A)RGB 像素通常保存为整数（32 位）。 因此，每个通道由 8 位表示（为您提供 0 到 255 之间的范围）。 数字的前8位（32-24）代表alpha通道，接下来的8位代表红色通道（24-16），接下来的8位代表绿色通道（16-8），最后8位代表蓝色通道. 所以数组中的每个数字实际上代表了透明度 (alpha) 和各个颜色通道的 3 个强度值，因此也可以看作是一个向量。 M-by-N-by3描述了一个 MxN 矩阵，该矩阵包含每个像素的向量（整数）以描述其颜色。

该定义进一步让您了解如何在三维空间中绘制/查看像素值。 想象一个3D 图表，其中每个轴代表一个颜色通道。 在图表中添加特定颜色时会得到什么？ 描述颜色在源自原点的三维空间中的位置的向量！