颜色空间，图像格式，彩色转灰度函数

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rgb颜色空间
灰度图像是一个特殊的彩色图像，r=g=b，如图


所以，要将彩色图像转化为灰度图像，只需令每个像素的r=g=b=x即可.而x等于多少，视不同情况而定。
补充：
黑色 r=0 g=0 b=0
白色 r=255 g=255 b=255

黑色物体之所以是黑色，是因为它吸收了所有的可见光，所以看上去是黑的，
而相反，白色物体反射了所有可见光，而所有可见光组合成白色，所以看上去是白的。
绿色的物体之所以是绿色，是因为它的表面分子、原子的特点是吸收其他颜色能力强，却不怎么吸收绿色光，才显绿色的。

//读取一个彩色图像

>> I=imread('lena.jpg');
>> whos I
  Name      Size                   Bytes  Class

  I       512x512x3               786432  uint8 array

Grand total is 786432 elements using 786432 bytes

//分别取r,g,b各个分量

>> r=I(:,:,1);
>> g=I(:,:,2);
>> b=I(:,:,3);
>> whos r
  Name      Size                   Bytes  Class

  r       512x512                 262144  uint8 array

Grand total is 262144 elements using 262144 bytes

>> whos g
  Name      Size                   Bytes  Class

  g       512x512                 262144  uint8 array

Grand total is 262144 elements using 262144 bytes

>> whos b
  Name      Size                   Bytes  Class

  b       512x512                 262144  uint8 array

Grand total is 262144 elements using 262144 bytes

//将源图像和三个分量的图像显示出来

>> subplot(1,4,1);imshow(I);title('I')
>> subplot(1,4,2);imshow(r);title('r')
>> subplot(1,4,3);imshow(g);title('g')
>> subplot(1,4,4);imshow(b);title('b')

matlab有一个函数可以直接取灰度图像，rgb2gray。其实它是取r,g,b和的均值计算gray的。验证如下

>> gray=rgb2gray(rgb);
>> whos gray
  Name       Size                   Bytes  Class

  gray     512x512                 262144  uint8 array
>> figure(2);subplot(1,2,1);imshow(gray);title('rgb2gray')

//用r,g,b平均值组成一个灰度图像

>> r=double(r);g=double(g);b=double(b);
>> average=(r+g+b)/3;
>> average=uint8(average);
>> whos average
  Name          Size                   Bytes  Class

  average     512x512                 262144  uint8 array
>> figure(2);subplot(1,2,2);imshow(average);title('average')

//显示的图像如下

直接观察图像的数据，像素值大致差不多的。

>> gray(1,:)

ans =

  Columns 1 through 25 

   162   161   161   160   162   156   163   162   165   161   162   160   154   165   158   154   159   153   162   161   152   156   157   156   154

>> average(1,:)

ans =

  Columns 1 through 25 

   163   162   162   161   163   157   163   162   165   161   162   160   153   164   158   152   157   151   161   159   150   154   153   154   153

可以将r,g,b三个分量再次组合成一个彩色rgb图像
rgb=cat(3,r,g,b)
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YUV颜色空间
是欧洲电视系统采用的一种颜色编码方法。Y亮度，U，V色差。
rgb2yuv

function yuv = rgb2yuv(rgb)
% yuv = rgb2yuv(rgb)把一幅RGB图像转换为YUV图像，
% 输入图像是一个彩色像素的M×N×3的数组，
% 其中每一个彩色像素都在特定空间位置的彩色图像中对应红、绿、蓝三个分量。
% 假如所有的RGB分量是均衡的，那么HSI转换就是未定义的。
% 输入图像可能是double（取值范围是[0, 1]），uint8或 uint16。
%
% 输出YUV图像是uint8。
rgb = im2double(rgb);
r = rgb(:, :, 1);
g = rgb(:, :, 2);
b = rgb(:, :, 3);

% 执行转换函数
y = 0.299*r + 0.587*g + 0.114*b;
u = 0.567*(b - y);
v = 0.713*(r - y);

% 防止溢出
if(y < 0)
    y = 0;
end;
if(y > 1.0)
    y = 1.0;
end;
if(u < 0)
    u = 0;
end;
if(u > 1.0)
    u = 1.0;
end;
if(v < 0)
    v = 0;
end;
if(v > 1.0)
    v = 1.0;
end;
    
% 联合yuv，并转成uint8类型
y = y*255;
u = u*255;
v = v*255;
yuv = cat(3, y, u, v);
yuv = uint8(yuv);

rgb=imread('lena.jpg');
subplot(1,2,1);imshow(rgb);title('rgb');

yuv=rgb2yuv(rgb);
subplot(1,2,2);imshow(yuv);title('yuv');

//观察h,s,i分量值,与r,g,b有很大不同。
>> y=hsi(:,:,1);
>> y(1,:)

ans =

  Columns 1 through 27 

   162   161   161   160   162   156   163   162   165   161   162   160   154   165   158   154   159   153   162   161   152   156   157   156   154   156   154
...
>> u=hsi(:,:,2);
>> u(1,:)

ans =

  Columns 1 through 27 

     0     0     0     0     0     0     0     0     0     0     0     0     0     0     0     0     0     0     0     0     0     0     0     0     0     0     0
...
>> v=hsi(:,:,3);
>> v(1,:)

ans =

  Columns 1 through 27 

    44    44    44    44    45    45    47    47    47    47    45    45    44    44    44    44    44    43    45    44    45    45    46    47    47    47    47
...

//观察y,u,v图像
subplot(1,3,1);imshow(y);title('y');  
subplot(1,3,2);imshow(u);title('u');  
subplot(1,3,3);imshow(v);title('v');

yuv2rgb

function rgb = yuv2rgb(yuv)
% yuv = rgb2yuv(rgb)把一幅RGB图像转换为YUV图像，
% 输入图像是一个彩色像素的M×N×3的数组，
% 其中每一个彩色像素都在特定空间位置的彩色图像中对应红、绿、蓝三个分量。
% 假如所有的RGB分量是均衡的，那么HSI转换就是未定义的。
% 输入图像可能是double（取值范围是[0, 1]），uint8或 uint16。
%
% 输出YUV图像是uint8。
yuv = im2double(yuv);
y = yuv(:, :, 1);
u = yuv(:, :, 2);
v = yuv(:, :, 3);

% 执行转换函数
r = y + 1.402*v;
g = y - 0.344*u - 0.714*v;
b = y + 1.772*u;

% 防止溢出
if(r < 0)
    r = 0;
end;
if(r > 1.0)
    r = 1.0;
end;
if(g < 0)
    g = 0;
end;
if(g > 1.0)
    g = 1.0;
end;
if(b < 0)
    b = 0;
end;
if(b > 1.0)
    b = 1.0;
end;
    
% 联合rgb
r = r*255;
g = g*255;
b = b*255;
rgb = cat(3, r, g, b);
rgb = uint8(rgb);

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关于图像格式
bmp和jpg的比较

lena_bmp=imread('lena.bmp');%读取lena.bmp
imwrite(lena_bmp,'lena.jpg');%生成lena.jpg
lena_jpg=imread('lena.jpg');%读取lene.jpg

//观察变量
>> whos lena_bmp
  Name           Size                   Bytes  Class

  lena_bmp     512x512x3               786432  uint8 array

Grand total is 786432 elements using 786432 bytes

>> whos lena_jpg
  Name           Size                   Bytes  Class

  lena_jpg     512x512x3               786432  uint8 array

Grand total is 786432 elements using 786432 bytes

//观察图像，lena,jpg占用磁盘空间要远小于lena.bmp.
>> imfinfo 'lena.bmp'

ans = 

              Filename: 'lena.bmp'
           FileModDate: '05-Apr-2012 11:39:48'
              FileSize: 786486
                Format: 'bmp'
         FormatVersion: 'Version 3 (Microsoft Windows 3.x)'
                 Width: 512
                Height: 512
              BitDepth: 24
             ColorType: 'truecolor'
       FormatSignature: 'BM'
    NumColormapEntries: 0
              Colormap: []
               RedMask: []
             GreenMask: []
              BlueMask: []
       ImageDataOffset: 54
      BitmapHeaderSize: 40
             NumPlanes: 1
       CompressionType: 'none'
            BitmapSize: 786432
        HorzResolution: 0
        VertResolution: 0
         NumColorsUsed: 0
    NumImportantColors: 0

>> imfinfo 'lena.jpg'

ans = 

           Filename: 'lena.jpg'
        FileModDate: '05-Apr-2012 11:45:50'
           FileSize: 38916
             Format: 'jpg'
      FormatVersion: ''
              Width: 512
             Height: 512
           BitDepth: 24
          ColorType: 'truecolor'
    FormatSignature: ''
            Comment: {}

bmp文件格式挖掘
将lena.bmp以二进制形式打开，比如用ida，如下，摘抄一部分

seg000:00000000  42 4D 36 00 0C 00 00 00-00 00 36 00 00 00 28 00 "BM6......6...(."
seg000:00000010  00 00 00 02 00 00 00 02-00 00 01 00 18 00 00 00 "........
...."
seg000:00000020  00 00 00 00 0C 00 00 00-00 00 00 00 00 00 00 00 "..............."
seg000:00000030  00 00 00 00 00 00 38 13-51 3A 15 53 44 22 62 3D "......8Q:SD"b="
seg000:00000040  1B 5B 40 20 61 35 15 56-3B 18 5B 41 1C 60 48 23 "[@ a5V;[A`H#"
seg000:00000050  67 42 1B 5F 3D 17 59 3F-19 5B 45 20 60 42 1D 5D "gB_=Y?[E `B]"
seg000:00000060  5C 3B 78 6E 58 92 7E 80-B0 A1 B0 D7 A9 BB D8 AA "\;xnX拁€啊白┗鬲"
seg000:00000070  BD D8 AD BC DC B0 BF E0-AF BF DC B0 C0 DD AB C0 "截馨苦馨垒"
seg000:00000080  DB A8 BD D9 A1 B9 D7 A3-BA DA 96 B1 D3 8F A8 D0 "郇劫」祝黑柋訌ㄐ"
seg000:00000090  7E 94 C8 58 64 A6 54 52-9E 58 50 A7 5D 5D BB 61 "~斎XdR瀀P]籥"
seg000:000000A0  67 CA 5A 67 CF 60 71 D8-6C 81 E4 71 87 E6 71 8C "g蔤g蟕q豯佷q囨q?
seg000:000000B0  E3 72 8F E4 6F 8F E2 7A-9C EF 76 9A E8 83 A5 F1 "鉹忎o忊z滐v氳儱?
seg000:000000C0  82 A2 EB 85 A3 EA 82 A3-EC 81 A2 EB 81 A1 E8 81 "偄雲ｊ偅靵㈦仭鑱"
seg000:000000D0  A1 E8 82 A5 E9 81 A4 ED-80 A4 F2 7E A3 F3 75 9B "¤偉閬ろ€を~ｓu?
seg000:000000E0  E9 7F A2 EC 83 9C E6 81-8E DA 6D 68 BD 45 33 86 "?㈧儨鎭広mh紼3?
seg000:000000F0  60 45 8F 6C 48 8E 52 2C-6E 4A 21 64 43 20 60 52 "`E弆H嶳,nJ!dC `R"
seg000:00000100  2F 6F 41 1F 5C 3C 13 51-40 12 54 41 0E 52 3C 0D "/oA\<Q@TAR<
"
seg000:00000110  51 3C 0F 54 3F 1B 5D 47-25 66 55 34 71 45 20 5E "Q<T?]G%fU4qE ^"
seg000:00000120  36 0D 47 3B 0F 4C 4A 20-5D 59 30 6E 42 18 59 3F "6
G;LJ ]Y0nBY?"
seg000:00000130  15 56 5D 32 75 59 2E 71-4D 24 68 68 3F 83 46 1D "V]2uY.qM$hh?僃"
seg000:00000140  61 51 28 6C 52 28 6F 5B-31 78 57 2D 74 4C 22 69 "aQ(lR(o[1xW-tL"i"
seg000:00000150  53 29 70 5C 30 75 59 2E-71 65 3A 7B 57 29 6B 4E "S)p\0uY.qe:{W)kN"
seg000:00000160  1D 61 4C 1A 60 55 22 66-66 33 6F 84 51 8D 7C 4A "aL`U"ff3o凲峾J"
seg000:00000170  8A 5B 2E 66 9F 7D 9C B1-92 B1 6C 48 7C 49 24 64 "奫.f焳湵挶lH|I$d"
seg000:00000180  3E 1C 5D 47 1E 61 61 30-74 62 2D 70 36 0B 4A 48 ">]Gaa0tb-p6JH"
seg000:00000190  1A 5C 51 1C 66 54 1C 67-5F 34 73 83 5C 93 83 60 "\QfTg_4s僜搩`"
seg000:000001A0  8C 84 5F 8D 4C 1D 55 3E-0F 4E 41 18 56 65 3B 7C "寗_峀U>NAVe;|"
seg000:000001B0  64 37 76 65 30 73 60 2A-6F 61 2B 70 57 27 69 90 "d7ve0s`*oa+pW'i?
seg000:000001C0  61 99 AB 76 A1 9B 65 90-7A 47 81 52 1F 62 48 19 "a櫕ve恴G丷bH"
seg000:000001D0  58 55 28 60 95 6F 93 AB-87 AB 6B 4B 7C 5F 3D 79 "XU(`昽摣嚝kK|_=y"
seg000:000001E0  41 18 56 38 0A 4C 4B 1C-5A 4F 1D 5D 44 15 54 3E "AV8
LKZO]DT>"
seg000:000001F0  0D 51 46 1A 5D 43 16 5B-5A 2F 72 52 27 6A 5E 34 "
QF]C[Z/rR'j^4"
seg000:00000200  75 65 3B 7C 52 28 65 57-2D 6A 56 29 68 49 1C 5B "ue;|R(eW-jV)hI["
seg000:00000210  3C 0D 4C 4F 20 5F 46 1B-5C 49 1D 58 61 39 69 8B "<
LO _F\IXa9i?
seg000:00000220  5B 8F 7E 45 89 4F 17 60-37 0C 4F 4C 27 65 72 49 "[弤E塐`7OL'erI"
seg000:00000230  86 77 50 8E 51 2F 70 5A-39 7C 87 65 A1 64 40 86 "唚P嶲/pZ9|噀@?
seg000:00000240  42 1E 78 36 16 7B 45 2C-8E 45 32 93 43 31 94 41 "Bx6{E,嶦2揅1擜"
seg000:00000250  33 98 41 35 99 3B 30 98-4A 41 A9 43 39 A4 44 3B "3楢5?0楯A〤9;"
seg000:00000260  A9 41 37 A9 44 3E AF 4A-43 B6 46 43 B7 48 45 B9 "〢7〥>疛C禙C稨E?
seg000:00000270  49 49 BD 47 47 BD 4C 4C-C2 48 47 BF 4E 4C C4 4D "II紾G絃L翲G縉L腗"
seg000:00000280  4B C3 4D 4B C3 5A 58 D0-51 50 C8 57 56 CE 51 52 "K肕K肸X蠶P萕V蜵R"
seg000:00000290  CA 57 58 D0 52 58 CF 4B-51 C8 4E 56 CD 53 5B D2 "蔠X蠷X螷Q萅V蚐[?
seg000:000002A0  4D 57 CD 52 5C D2 50 59-CE 51 5A CF 53 5C D1 57 "MW蚏\襊Y蜵Z蟂\裌"
seg000:000002B0  5E D3 59 60 D3 5C 61 D4-5E 62 D3 5E 62 D3 58 5B "^覻`覾a証b觀b覺["
seg000:000002C0  CE 5A 5D D0 58 5C D2 57-5B D1 54 5C D3 57 5F D6 "蝂]蠿\襑[裈\覹_?
seg000:000002D0  56 5E D7 52 5A D3 57 5E-D3 57 5E D3 59 5D D3 5A "V^識Z覹^覹^覻]覼"
seg000:000002E0  5E D4 5B 5F D5 5D 61 D7-5E 63 D6 5E 63 D6 5A 62 "^訹_誡a譤c謂c諾b"
seg000:000002F0  D3 5D 65 D6 5B 65 D7 5E-67 DC 56 60 D5 59 62 DB "覿e諿e譤g躒`誝b?
seg000:00000300  58 60 DB 57 5F DB 55 5E-DD 54 5D DC 56 60 DC 56 "X`踂_踀^軹]躒`躒"
seg000:00000310  60 DC 5D 66 DF 5F 68 E1-5D 65 DC 61 69 E0 61 68 "`躚f達h醈e躠i郺h"
seg000:00000320  DD 5D 64 D9 5C 63 D8 5F-66 DB 5C 64 DB 58 60 D7 "輂d賊c豞f踈d踃`?
seg000:00000330  5A 62 DB 60 67 E2 5C 64-DF 5C 64 E0 59 60 DB 5E "Zb踐g鈂d運d郰`踍"
seg000:00000340  65 E0 5F 64 DE 62 67 E1-62 66 DD 69 6D E4 67 69 "e郷d辀g醔f輎m鋑i"
seg000:00000350  DF 66 68 DE 65 69 DF 67-6B E1 66 6D E2 63 6A DF "遞h辝i遟k醘m鈉j?
seg000:00000360  60 69 DE 63 6A DF 64 6C-DD 6C 72 E3 6B 71 E2 66 "`i辌j遜l輑r鉱q鈌"
seg000:00000370  6C DD 6A 71 E0 6E 75 E4-6A 71 DE 65 6C D9 68 6F "l輏q鄋u鋔q辝l賖o"
seg000:00000380  DC 69 70 DD 6A 71 DE 67-6E DB 68 6F DE 68 6F DE "躨p輏q辡n踙o辢o?
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seg000:00000520  60 CF 55 5D C8 52 5A C5-55 5E C6 5A 63 CB 5C 67 "`蟄]萊Z臮^芞c薥g"
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seg000:00000540  56 65 D3 56 63 D1 56 60-CC 51 57 C2 56 59 C2 4C "Ve覸c裋`蘍W耉Y翷"
seg000:00000550  4B B2 49 44 A7 4C 44 A3-42 37 94 50 41 9D 50 3F "K睮DD7擯A漃?"
seg000:00000560  9A 4A 38 93 4D 3A 91 49-34 89 47 33 86 42 2B 7D "欽8揗:慖4塆3咮+}"
seg000:00000570  46 30 7E 49 2F 7B 4B 2D-74 57 38 7D 4A 2C 73 58 "F0~I/{K-tW8}J,sX"
seg000:00000580  3A 81 58 3B 84 60 43 8C-5B 40 8A 5D 42 8C 5E 44 ":乆;刞C孾@奭B宆D"
seg000:00000590  90 56 3C 88 5C 42 8E 5A-40 8C 58 3C 88 59 3D 89 "怴<圽B嶼@孹<圷=?
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seg000:000006D0  A4 EA 81 A6 EA 81 A4 ED-7D A3 F1 7D A2 F2 7B A1 "り仸陙ろ}ｑ}Ⅱ{?
seg000:000006E0  EF 7F A2 EC 84 9D E7 80-8D D9 67 64 B9 43 33 87 "?㈧劃鐎嵸gd笴3?
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seg000:000007A0  91 86 5F 8D 4D 1D 57 40-0E 4E 46 1B 5A 67 3C 7D "憜_峂W@NFZg<}"
seg000:000007B0  61 32 71 66 34 74 61 2F-6F 59 28 66 58 2C 67 8C "a2qf4ta/oY(fX,g?
seg000:000007C0  5E 93 AB 7A A6 93 5F 8E-77 44 80 55 22 65 49 1C "^摣z_巜D€U"eI"
seg000:000007D0  5B 53 26 5F 92 6A 93 AA-85 AD 6E 4C 7B 62 3F 77 "[S&_抝摢叚nL{b?w"
seg000:000007E0  3C 13 50 3C 0F 4E 45 16-54 4D 1B 5B 48 1B 5A 42 "<P<NETMZB"
seg000:000007F0  14 56 40 14 57 40 14 57-59 2E 71 54 29 6C 66 3D "V@W@WY.qT)lf="
seg000:00000800  7B 67 3E 7C 5C 32 6F 53-29 66 5C 30 6D 45 19 56 "{g>|\2oS)f\0mEV"
seg000:00000810  3E 0F 4E 4A 1C 5E 46 1B-5C 48 1D 5C 5D 34 67 94 ">NJ^F\H\]4g?
seg000:00000820  63 99 82 49 8D 43 0B 52-3C 13 51 4F 2C 65 6B 46 "c檪I岰R<QO,ekF"
seg000:00000830  7E 78 52 8C 54 33 70 62-40 80 85 61 9D 64 3F 83 "~xR孴3pb@€卆漝??
seg000:00000840  40 1A 72 38 16 7A 43 2A-8C 48 34 97 45 33 98 3F "@r8zC*孒4桬3?"
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seg000:00000870  4A 4A C0 4D 4D C3 4C 4B-C3 49 48 C0 4E 4D C5 4F "JJ繫M肔K肐H繬M臤"
seg000:00000880  4E C6 4F 4E C6 59 58 D0-50 4F C7 56 55 CD 51 52 "N芆N芛X蠵O荲U蚎R"
seg000:00000890  CA 56 57 CF 55 59 D0 50-54 CB 51 57 CE 55 5B D2 "蔞W蟄Y蠵T薗W蜺[?
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seg000:000008B0  5C D1 59 5E D1 5A 5F D2-5C 60 D1 5C 60 D1 57 5A "\裏^裐_襖`裓`裌Z"

位图文件可看成由4个部分组成：位图文件头(bitmap-file header)、位图信息头(bitmap-information header)、彩色表(color table)和定义位图的字节阵列，它具有如下所示的形式。

位图文件的组成	结构名称	符号
位图文件头(bitmap-file header)	BITMAPFILEHEADER	bmfh
位图信息头(bitmap-information header)	BITMAPINFOHEADER	bmih
彩色表(color table)	RGBQUAD	aColors[]
图象数据阵列字节	BYTE	aBitmapBits[]

前54字节=14字节文图文件头+40字节位图信息头

42 4D 36 00 0C 00 00 00-00 00 36 00 00 00 28 00 "BM6......6...(."  
00 00 00 02 00 00 00 02-00 00 01 00 18 00 00 00 "........
...."  
00 00 00 00 0C 00 00 00-00 00 00 00 00 00 00 00 "..............."  
00 00 00 00 00 00

42 B
4D M
指定了文件类型



jpg文件格式挖掘
同样将lena.jpg以二进制形式打开，摘抄一部分，完整数据

seg000:00000000  FF D8 FF E0 00 10 4A 46-49 46 00 01 01 00 00 01 "??JFIF.

..
"
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..?C."
seg000:00000020  07 07 07 09 09 08 0A 0C-14 0D 0C 0B 0B 0C 19 12 "		

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seg000:00000030  13 0F 14 1D 1A 1F 1E 1D-1A 1C 1C 20 24 2E 27 20 " $.' "
seg000:00000040  22 2C 23 1C 1C 28 37 29-2C 30 31 34 34 34 1F 27 "",#(7),01444'"
seg000:00000050  39 3D 38 32 3C 2E 33 34-32 FF DB 00 43 01 09 09 "9=82<.342?C
		"
seg000:00000060  09 0C 0B 0C 18 0D 0D 18-32 21 1C 21 32 32 32 32 "	

2!!2222"
seg000:00000070  32 32 32 32 32 32 32 32-32 32 32 32 32 32 32 32 "2222222222222222"
seg000:00000080  32 32 32 32 32 32 32 32-32 32 32 32 32 32 32 32 "2222222222222222"
seg000:00000090  32 32 32 32 32 32 32 32-32 32 32 32 32 32 FF C0 "22222222222222?
seg000:000000A0  00 11 08 02 00 02 00 03-01 22 00 02 11 01 03 11 "...
".
"
seg000:000000B0  01 FF C4 00 1F 00 00 01-05 01 01 01 01 01 01 00 "
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	"
seg000:000000D0  0A 0B FF C4 00 B5 10 00-02 01 03 03 02 04 03 05 "
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"
seg000:000000E0  05 04 04 00 00 01 7D 01-02 03 00 04 11 05 12 21 "..
}
.!"
seg000:000000F0  31 41 06 13 51 61 07 22-71 14 32 81 91 A1 08 23 "1AQa"q2亼?#"
seg000:00000100  42 B1 C1 15 52 D1 F0 24-33 62 72 82 09 0A 16 17 "B绷R佯$3br?
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http://www.cnblogs.com/glaivelee/archive/2011/10/10/2205151.html

１．jpg图片压缩过程

jpg压缩比例不固定

本文仅讨论静止图像的压缩基本算法，图像压缩的目的在于以较少的数据来表示图像以节约存储费用，或者传输时间和费用。   

jpeg压缩算法可以用失真的压缩方式来处理图像，但失真的程度却是肉眼所无法辩认的。这也就是为什么jpeg会有如此满意的压缩比例的原因。 下面主要讨论，jpeg基本压缩法。

 

一.jpeg压缩过程 jpeg压缩分四个步骤实现：   

1.颜色模式转换及采样；    2.dct变换；     3.量化；     4.编码。

 

二.

1．颜色模式转换及采样 rgb色彩系统是我们最常用的表示颜色的方式。jpeg采用的是ycbcr色彩系统。

想要用jpeg基本压缩法处理全彩色图像，得先把rgb颜色模式图像数据，转换为ycbcr颜色模式的数据。y代表亮度，cb和cr则代表色度、饱和度。

通过下列计算公式可完成数据转换。   

y=0.2990r+0.5870g+0.1140b    cb=-0.1687r-0.3313g+0.5000b+128   cr=0.5000r-0.4187g-0.0813b＋128  

人类的眼晴对低频的数据比对高频的数据具有更高的敏感度，事实上，人类的眼睛对亮度的改变也比对色彩的改变要敏感得多，也就是说y成份的数据是比较重要的。

 

既然cb成份和cr成份的数据比较相对不重要，就可以只取部分数据来处理。

以增加压缩的比例。jpeg通常有两种采样方式：yuv411和yuv422，它们所代表的意义是y、cb和cr三个成份的数据取样比例。

 

2.dct变换 dct变换的全称是离散余弦变换(discrete cosine transform)，是指将一组光强数据转换成频率数据，以便得知强度变化的情形。若对高频的数据做些修饰，再转回原来形式的数据时，显然与原始数据有些差异，但是人类的眼睛却是不容易辨认出来。

 

压缩时，将原始图像数据分成8*8数据单元矩阵，

例如亮度值的第一个矩阵内容如下： jpeg将整个亮度矩阵与色度cb矩阵，饱和度cr矩阵，视为一个基本单元称作mcu。每个mcu所包含的矩阵数量不得超过10个。

例如，行和列采样的比例皆为4:2:2，则每个mcu将包含四个亮度矩阵，一个色度矩阵及一个饱和度矩阵。

 

当图像数据分成一个8*8矩阵后，还必须将每个数值减去128，然后一一代入dct变换公式中，即可达到dct变换的目的。图像数据值必须减去128，是因为dct转换公式所接受的数字范围是在-128到+127之间。 dct变换公式： x,y代表图像数据矩阵内某个数值的坐标位置f(x,y)代表图像数据矩阵内的数个数值u,v代表dct变换后矩阵内某个数值的坐标位置f(u,v)代表dct变换后矩阵内的某个数值 u=0 且 v=0 c(u)c(v)=1/1.414 u>0 或 v>0 c(u)c(v)=1 经过dct变换后的矩阵数据自然数为频率系数，这些系数以f（0，0）的值最大，称为dc，其余的63个频率系数则多半是一些接近于0的正负浮点数，一概称之为ac。

 

3、量化 图像数据转换为频率系数后，还得接受一项量化程序，才能进入编码阶段。量化阶段需要两个8*8矩阵数据，一个是专门处理亮度的频率系数，另一个则是针对色度的频率系数，将频率系数除以量化矩阵的值，取得与商数最近的整数，即完成量化。 当频率系数经过量化后，将频率系数由浮点数转变为整数，这才便于执行最后的编码。不过，经过量化阶段后，所有数据只保留整数近似值，也就再度损失了一些数据内容，jpeg提供的量化表如下：

 

4、编码 huffman编码无专利权问题，成为jpeg最常用的编码方式，huffman编码通常是以完整的mcu来进行的。

编码时，每个矩阵数据的dc值与63个ac值，将分别使用不同的huffman编码表，而亮度与色度也需要不同的huffman编码表，所以一共需要四个编码表，才能顺利地完成jpeg编码工作。

dc编码 dc是彩采用差值脉冲编码调制的差值编码法，也就是在同一个图像分量中取得每个dc值与前一个dc值的差值来编码。dc采用差值脉冲编码的主要原因是由于在连续色调的图像中，其差值多半比原值小，对差值进行编码所需的位数，会比对原值进行编码所需的位数少许多。

例如差值为5，它的二进制表示值为101，如果差值为-5，则先改为正整数5，再将其二进制转换成1的补数即可。

 

所谓1的补数，就是将每个bit若值为0，便改成1；bit为1，则变成0。差值5应保留的位数为3，下表即列出差值所应保留的bit数与差值内容的对照。 在差值前端另外加入一些差值的霍夫曼码值，例如亮度差值为5（101）的位数为3，则霍夫曼码值应该是100，两者连接在一起即为100101。下列两份表格分别是亮度和色度dc差值的编码表。根据这两份表格内容，即可为dc差值加上霍夫曼码值，完成dc的编码工作。

ac编码 ac编码方式与dc略有不同，在ac编码之前，首先得将63个ac值按zig-zag排序，即按照下图箭头所指示的顺序串联起来。 63个ac值排列好的，将ac系数转换成中间符号，中间符号表示为rrrr/ssss，rrrr是指第非零的ac之前，其值为0的ac个数，ssss是指ac值所需的位数，ac系数的范围与ssss的对应关系与dc差值bits数与差值内容对照表相似。

 

如果连续为0的ac个数大于15，则用15/0来表示连续的16个0，15/0称为zrl（zero rum length），而（0/0）称为eob（enel of block）用来表示其后所剩余的ac系数皆等于0，以中间符号值作为索引值，从相应的ac编码表中找出适当的霍夫曼码值，再与ac值相连即可。 例如某一组亮度的中间符为5/3，ac值为4，首先以5/3为索引值，从亮度ac的huffman编码表中找到1111111110011110霍夫曼码值，于是加上原来100（4）即是用来取[5，4]的huffman编码1111111110011110100，[5，4]表示ac值为4的前面有5个零。 由于亮度ac，色度ac霍夫曼编码表比较长，在此省略去，有兴趣者可参阅相关书籍。

 

实现上述四个步骤，即完成一幅图像的jpeg压缩。具体步骤参考
图像编码基础和小波压缩技术——原理、算法和标准


JPEG文件格式简单分析

oo
、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、
2.halcon



3.opencv-vc

#include <cv.h>  
#include <highgui.h>  
//#include <math.h>  
  
int main()  
{  
  
    IplImage* src = cvLoadImage( "E:\\cs\\halcon\\bookcd\\document\\图像处理标准图像库\\lena.jpg", -1 );  
    IplImage * Red = cvCreateImage( cvGetSize(src), 8, 1);  
    IplImage * Green = cvCreateImage( cvGetSize(src), 8, 1);  
    IplImage * Blue = cvCreateImage( cvGetSize(src), 8, 1);  

    cvSplit(src,Blue,Green,Red,0);  //B G R
  
    cvNamedWindow( "RedChannel", 1 );  
    cvNamedWindow( "GreenChannel", 1 );  
    cvNamedWindow( "BlueChannel", 1 );  
    cvNamedWindow( "src", 1 );  
  
    cvShowImage( "RedChannel", Red );  
    cvShowImage( "GreenChannel", Green );  
    cvShowImage( "BlueChannel", Blue );  
    cvShowImage( "src", src );  
  
    cvWaitKey(0);  
    cvReleaseImage( &Red );  
    cvReleaseImage( &Green );  
    cvReleaseImage( &Blue);  
    cvReleaseImage( &src );  
  
    return 0;  
}  

refer to
http://blog.csdn.net/boyhailong/article/details/7028796
http://www.linuxgraphics.cn/graphics/image_processing_rgb_to_grayscale.html
http://wenku.baidu.com/view/f2cbc9116c175f0e7cd13743.html