RGB圖像的表示是什么？

Question

我已經開始學習圖像處理，我被困在這里，請幫助我。

灰度圖像由 M 和 N 矩陣表示，其中矩陣的每個元素的值為 [0,255]，表示強度。

例子：

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

這是一個 2 x 2 的矩陣，它是一個灰度圖像。

現在我很困惑，無法獲得如何表示每個像素值或強度是三個值的混合的 RGB 圖像。

定義說，

RGB 圖像用 M×N×3 陣列表示，其中每個 3 向量對應於每個像素的紅色、綠色和藍色強度。

但我無法理解上面的句子。 請幫我理解意思。

先感謝您。

Answer 1

在灰度圖像中，每個像素都可以用單個數字表示，該數字的范圍通常為 0 到 255。該值決定了像素顯示的暗度（例如，0 是黑色，而 255 是亮白色）。

在彩色圖像中，每個像素可以由三個數字的向量表示（每個數字的范圍為 0 到 255），用於三個主要顏色通道：紅色、綠色和藍色。 這三個紅色、綠色和藍色 (RGB) 值一起使用來決定該像素的顏色。 例如，紫色可能表示為 128、0、128（中等強度的紅色和藍色的混合，沒有綠色）。

現在我將以你的例子來讓你理解給定的定義。

假設一個 2 x 2 矩陣的彩色圖像：

第 1 行：綠色、藍色

row2：紅色，黑色

如果我用其 RGB 值表示上述顏色：

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 是矩陣的行數，N 是矩陣的列數，3 是表示 RGB 值的向量的大小。 這是像素網格中的 RGB 表示。

Answer 2

從概念上講，M×N RGB 圖像是一個 2D 矩陣，其中每個矩陣元素是一個具有 3 個值的向量。

您可以通過多種不同的方式在物理內存中表示這一點。 例如：

1. 使用 MxN 數組，其中每個元素都是 24 位整數。 每個整數由紅色、綠色和藍色值（每個 8 位整數）組成，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 個獨立的 MxN 陣列，每個顏色通道一個。

3. 使用 MxNx3 數組，其中第三個維度是“顏色維度”。 您可以將其索引為img[i,j,k] ， k為 0、1 或 2。因此，一個像素由 3 個數組元素組成。

最后一種格式是問題中描述的格式。 這樣的 3D 數組通常實現為 1D 數組，索引轉換如下：

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

或者像這樣：

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

或者以另一種不同的順序，這無關緊要（我們在這里假設是基於 0 的索引）。 因此，該數組有M*N*3元素，其中的三個元素一起表示一個像素。

Answer 3

(A)RGB 像素通常保存為整數（32 位）。 因此，每個通道由 8 位表示（為您提供 0 到 255 之間的范圍）。 數字的前8位（32-24）代表alpha通道，接下來的8位代表紅色通道（24-16），接下來的8位代表綠色通道（16-8），最后8位代表藍色通道. 所以數組中的每個數字實際上代表了透明度 (alpha) 和各個顏色通道的 3 個強度值，因此也可以看作是一個向量。 M-by-N-by3描述了一個 MxN 矩陣，該矩陣包含每個像素的向量（整數）以描述其顏色。

該定義進一步讓您了解如何在三維空間中繪制/查看像素值。 想象一個3D 圖表，其中每個軸代表一個顏色通道。 在圖表中添加特定顏色時會得到什么？ 描述顏色在源自原點的三維空間中的位置的向量！