数字图像基础.ppt

数字图像应用 图像增强（去噪） 图像分割（边缘检测） 目标表达、识别、跟踪 图像匹配（数据融合） 压缩与编码（JPEG2000） 图像数据库 基于内容检索（手写体识别，人脸识别） 信息隐藏与数字水印 视觉阈（Visibility Threshold） 人眼刚好分清两个相邻区域的亮度差别。这与人眼的分辨力有关。 人眼的分辨角：指刚能看出两黑点时，两黑点对人眼的张角。人眼分辨图像细节的能力称为分辨力，可用分辨角来衡量，分辨角的倒数为分辨力。它也反映了人眼的视力。 掩蔽效应（Masking） 背景亮度变化越剧烈，人眼的对比度灵敏度越低。 图像数字化 图像数字化过程就是对连续图像f(x,y)进行空间和幅度离散化的过程。 采样过程 X,Y方向分别采样 满足采样定理 量化（对灰度或者颜色样本的离散化） 黑白灰度图像 彩色（与颜色空间相关） 图像数字化设备 光源 光传感器（光电转换） 扫描系统 扫描仪 CCD（电荷耦合器件）阵列 图像基本属性 分辨率 显示分辨率（点距） 图像分辨率（象素数目） 象素深度（位数） 真彩色、伪彩色，直接色 伪彩（颜色查找表） 直接色（三种压缩分别采样查找表） 显示分辨率 显示分辨率是指显示屏上能够显示出的像素数目。例如，显示分辨率为640×480表示显示屏分成480行，每行显示640个像素，整个显示屏就含有307200个显像点。屏幕能够显示的像素越多，说明显示设备的分辨率越高，显示的图像质量也就越高。除像手提式那样的计算机用液晶显示LCD(liquid crystal display)外，一般都采用CRT显示，它类似于彩色电视机中的CRT。显示屏上的每个彩色像点由代表R，G，B三种模拟信号的相对强度决定，这些彩色像点就构成一幅彩色图像。 孔眼之间的距离称为点距(dot pitch) 图像分辨率 图像分辨率是指组成一幅图像的像素密度的度量方法。对同样大小的一幅图，如果组成该图的图像像素数目越多，则说明图像的分辨率越高，看起来就越逼真。相反，图像显得越粗糙。 在用扫描仪扫描彩色图像时，通常要指定图像的分辨率，用每英寸多少点(dots per inch，DIP)表示。如果用300 DIP来扫描一幅8″×10″的彩色图像，就得到一幅2400×3000个像素的图像。分辨率越高，像素就越多。 图像分辨率与显示分辨率是两个不同的概念。图像分辨率是确定组成一幅图像的像素数目，而显示分辨率是确定显示图像的区域大小。如果显示屏的分辨率为640×480，那末一幅320×240的图像只占显示屏的1/4；相反，2400×3000的图像在这个显示屏上就不能显示一个完整的画面。 像素深度 像素深度是指存储每个像素所用的位数，它也是用来度量图像的分辨率。像素深度决定彩色图像的每个像素可能有的颜色数，或者确定灰度图像的每个像素可能有的灰度级数。例如，一幅彩色图像的每个像素用R，G，B三个分量表示，若每个分量用8位，那末一个像素共用24位表示，就说像素的深度为24，每个像素可以是224=16 777 216种颜色中的一种。在这个意义上，往往把像素深度说成是图像深度。表示一个像素的位数越多，它能表达的颜色数目就越多，而它的深度就越深。 虽然像素深度或图像深度可以很深，但各种VGA的颜色深度却受到限制。例如，标准VGA支持4位16种颜色的彩色图像，多媒体应用中推荐至少用8位256种颜色。由于设备的限制，加上人眼分辨率的限制，一般情况下，不一定要追求特别深的像素深度。此外，像素深度越深，所占用的存储空间越大。相反，如果像素深度太浅，那也影响图像的质量，图像看起来让人觉得很粗糙和很不自然。 α通道(alpha channel)位 :在用32位表示一个像素时，若R，G，B分别用8位表示，剩下的8位常称为α通道 (属性位 ) 真彩色(true color) 真彩色是指在组成一幅彩色图像的每个像素值中，有R，G，B三个基色分量，每个基色分量直接决定显示设备的基色强度，这样产生的彩色称为真彩色。例如用RGB 5∶5∶5表示的彩色图像，R，G，B各用5位，用R，G，B分量大小的值直接确定三个基色的强度，这样得到的彩色是真实的原图彩色。 如果用RGB 8:8:8方式表示一幅彩色图像，就是R，G，B都用8位来表示，每个基色分量占一个字节，共3个字节，每个像素的颜色就是由这3个字节中的数值直接决定，如图5-08(a)所示，可生成的颜色数就是224 ＝16 777 216种。用3个字节表示的真彩色图像所需要的存储空间很大，而人的眼睛是很难分辨出这么多种颜色的，因此在许多场合往往用RGB 5:5:5来表示，每个彩色分量占5个位，再加1位显示属性控制位共2个字节，生成的真颜色数目为215 = 32K。 伪彩色(pseudo color) 伪彩色图像的含