03-图像数字化处理解读.ppt

3.1 图像的数字化 3.2 数字图像类型及图像文件的格式 3.3 图像质量的评价 3.4 数字图像处理算法的形式 3.5 图像的特征 3.6 图像噪声 3.1 图像的数字化 3.1.1 图像的数字化技术 3.1.2 数字图像的描述 3.1.3 图像的数字化设备 3.1.1 图像的数字化技术 图像数字化: 将一幅画面转化成计算机能处理的形式—数字图像的过程。 扫描 对一幅图像内给定位置的寻址 把图像划分为矩形网格，即光栅 扫描的最小单元为像素 图像的采样 将空间上连续的图像变换成离散点的操作称为采样。也就是用空间上部分点的灰度值代表图像，这些点称为采样点。 由于图像是一种二维分布的信息，为了对它进行采样操作，需要先将二维信号变成一维信号，再对一维信号完成采样。 具体做法： 量 化 模拟图像经过采样后，在时间和空间上离散化为像素。但采样所得的像素值（即灰度值）仍是连续量。把采样后所得到的各像素的灰度值从模拟量到离散量的转换称为图像灰度的量化。 连续灰度值量化为灰度级的方法有两种： 采样与量化参数的选择 一副图像在采样时，行、列的采样点与量化时每个像素量化的级数，既影响数字图像的质量，也影响到该数字图像数据量的大小。假定图像取M×N个样点，每个像素量化后的灰度二进制位数为K，一般量化级数Q总是取为2的整数幂，即Q=2K,则存储一幅数字图像所需的二进制位数b为： 低bit量化的伪轮廓现象示意图 不同采样点数对图像质量的影响 不同量化级别对图像质量的影响 3.1.2 数字图像的描述 是指图像的每个像素只能是黑或者白，没有中间的过渡，故又称为２值图像。2值图像的像素值为0、1。 灰度图像是指每个像素的信息由一个量化的灰度级来描述的图像，没有彩色信息。 灰度图像描述示例 彩色图像是指每个像素的信息由RGB三原色构成的图像，其中RBG是由不同的灰度级来描述的。 黑白图像 灰度图像 彩色图像 3.1.3 图像数字化设备 采样孔(Sampling aperture)： 使数字化设备能够单独地观测特定的图像元素而不受图像其他部分的影响； 图像扫描机构： 使采样孔按照预先确定的方式在图像上移动，从而按顺序观测每一个像素； 光传感器： 通过采样检测图像的每一像素的亮度， 通常采用CCD阵列； 量化器：将传感器输出的连续量转化为整数值。典型的量化器是A/D转换电路，它产生一个与输入电压或电流成比例的数值； 输出存储装置：将量化器产生的灰度值按适当格式存储起来，以用于计算机后续处理。 2. 图像数字化设备的性能 像素大小：采样孔的大小和相邻像素的间距是两个重要的性能指标。 图像大小：图像大小即数字化设备所允许的最大输入图像的尺寸 线性度：对光强进行数字化时，灰度正比于图像亮度的实际精确程度是一个重要的指标。非线性的数字化设备会影响后续过程的有效性。能将图像量化为多少级灰度也是非常重要的参数。 噪声：数字化设备中固有的噪声却会使图像的灰度发生变化。因此数字化设备所产生的噪声是图像质量下降的根源之一，应当使噪声小于图像内的反差点(即对比度) 扫描速度：采样数据的传输速度 分辨率：包括空间分辨率和灰度分辨率 3.2 数字图像的类型及图像文件格式 矢量(Vector)图：矢量图是用一系列绘图指令来表示一幅图，本质是用数学(更准确地说是几何学)公式描述一幅图像。 Corel Draw和Adobe Illustrator 矢量图与位图的转换 矢量图与位图相比，矢量图文件比位图文件小的多，显示点位图文件比显示矢量图文件要快，矢量图易修改而位图难编辑，矢量图可无级放大而位图放大后有马赛克效应，矢量图侧重于绘制与创造而点位图偏重于获取与复制。矢量图和点位图间可以用软件进行转换： 栅格化：由矢量图转换成点位图采用栅格化技术，这种转换也相对容易； 矢量化：由点位图转换为矢量图采用图像跟踪技术，这种技术在实际应用中很难实现，或者实现了但效果很差，对复杂的彩色图像尤其如此。 位图的有关术语 像素：显示在显示器上的光点（光的单元），是个相对度量单位。 样点和点：扫描一幅图像时，需设置扫描仪的分辨率（Resolution），分辨率决定了扫描仪从源图像里每英寸取多少个样点。扫描仪将源图像看成由大量的网格组成，然后在每一个网格里取出一点，用该点的颜色值来代表这一网格里所有点的颜色值，这些被选中的点就是样点。 分辨率：单位长度内所含的点（像素）的多少。 与数字图像有关的分辨率 图像分辨率：图像分辨率是指每英寸图像含有多少个点或像素， 分辨率的单位为dpi。在数字图像中，分辨率的大小直接影响到图像的质量； 屏幕分辨率：显示器上每单位长度显示的像素或点的数量。通常以每英寸点数(dpi)来表示。屏幕分辨率取决于显示器的大小及其像素设置； 打印机分辨率：又称输出分辨率，是