3.2图像扫描变换.ppt

3.2 图像的扫描变换 图像的表示法 根据三基色原理彩色图像由红、绿、蓝三个基色图像叠加而成。对于彩色电视，每一个平面活动基色图像都可以表示成空间坐标x、y和时间t 的三维连续函数。 fR(x,y,t) fG(x,y,t) fB(x,y,t) 对于黑白电视，平面活动图象只是亮度图像，表示为 fL(x,y,t) 根据人眼对细节分辨力有限的视觉特性，可以把一幅平面图像分解成许许多多小单元。这些组成画面的细小单元具有单一的亮度和色度，称为像素（pixel）。像素越小，单位面积上的像素数目越多，图像就越清晰。 根据人眼的视觉惰性可以把时间连续的景物分解成一幅幅时间不连续的画面，只要画面的显示频率高于临界闪烁频率，就可以获得连续活动图像的感觉。 在摄像端通过图像扫描变换和光电变换，将光电粑面的二维的平面像变成一维的时间电信号 在显像端，通过相应的图像扫描和光电变换重现图像 3.2.1 扫描方式与图像的分解力 扫描：将光图像转换成顺序传送的电信号的过程及其逆过程称为扫描，以一定的规则进行，例如在读书时眼睛按照从左往右、从上到下的规则扫描书本。 电视扫描的三个基本要素： 1）把图像分解成像素，逐个传输 2）像素的传输按照逐行进行 3）用画面传送运动过程，许多画面快速地逐一出现，视觉将运动连贯起来 1、扫描方式与图像的幅型 常用的扫描方式 1）机械扫描：飞点扫描 2）光束或电子束扫描（图像中应用最多）：随机扫描、光栅扫描、径向扫描、螺旋扫描 图像的幅型 图像的尺寸和几何形状不仅影响电子束的扫描和偏转方式，而且还决定图像信号的频带和存储容量等重要参数 圆形屏幕：常采用径向或螺旋扫描 矩形屏幕：直线型光栅扫描 2、光栅图像扫描的分解力 一般采用单向匀速直线式扫描 行扫描：对一幅图像的扫描是从左上角开始的，水平方向的扫描称为行扫描 场扫描：垂直方向一行接着一行的扫描称为场扫描 2、 水平分解力 扫描行数的确定 扫描行数↑——图像清晰度↑——图像信号带宽↑ 原则：满足人的视觉要求 取θ=1.5’（人眼最小分辨角），D/h=4（最佳视距与屏幕高度比），则Mmax = 573，并取Ke(1－β)=0.7 则最大扫描行数为： 3.2.2 逐行扫描与隔行扫描 当行扫描电流与场扫描电流同时分别流过行、场偏转线圈时，电子束就在水平偏转力与垂直偏转力的综合作用下匀速直线进行扫描 1、逐行扫描 逐行扫描：一行紧跟一行的扫描方式 扫描光栅：电子束在屏幕上的扫描轨迹称为扫描光栅 帧频：fF 场频： fV 行频： fH =1/ TH 2、隔行扫描 隔行扫描：将一帧图像用数场扫描完成，也称图像的行间置。较为典型的是用两场，即一帧图像分两次扫描，每次称为一场，两场合为一帧，隔行比为2：1 活动图像25帧/秒=50场/秒≥临界闪烁频率=48Hz 隔行扫描应满足的基本要求： 我国隔行扫描的基本参数 隔行扫描的缺点 （1）行间闪烁效应 在隔行扫描中，整个画面的变化是按场频重复的，它高于临界闪烁频率因而没有大面积闪烁感。但就每行而言，它仍是按帧频重复的，即每秒重复25次，这是低于临界闪烁频率的。所以，当我们观看比较亮的细节时，仍会感觉到行间闪烁 （2）并行现象 a. 真实并行——奇偶光栅不能均匀交错引起真实并行现象 b. 视在并行 如传送图象中的运动物体在垂直方向上有足够大的速度分量，且每经一场时间运动物体刚好下移一行距离，则后一场传送的细节与前一场相同。所以当视线随运动物体移动时，看起来好象两行变成一行。——视在并行 （3）运动图像在水平和垂直方向上的拖尾 3.2.3 扫描的同步 同步：指接收端与发送端的扫描点应有一一对应的几何位置，即收、发对应像素应在同一时刻被扫描。实际上只要扫描频率相同、起始相位相同 ，接收端就可以重现发送端图像，并认为已是同步的 同步脉冲 行同步脉冲——发送端行扫描正程结束后发出的脉冲信号，控制接收端行扫描逆程的开始。(行同步信号仅起控制行同步作用，不应在屏幕上显示出来，故应叠加在行消隐脉冲之上。) 场同步脉冲——发送端场扫描正程结束后发出的脉冲信号，控制接收端场扫描逆程的开始。(同理，场同步信号应叠加在场消隐脉冲之上。) 行同步和场同步复合成一路复合同步信号传送。为了便于在接收端将行同步脉冲与场同步脉冲分开，采用了幅度相同，但宽度不同的两种脉冲 分离行同步脉冲与场同步脉冲：微分与积分方法 行同步分离——微分电路 场同步分离——积分电路 3.2.4 扫描的非线性和光栅的几何失真 行场扫描非线性系数β ： 几何失真：由于偏转系统或者杂散磁场等因素引起的图像几何畸变 * 饼痈唐砖挝予艰述品怜项