数字图像处理基础 (2).ppt

第37页,共40页，星期六，2024年，5月2.量化经过抽样，模拟图像已在时间、空间上离散化为象素。但抽样结果所得的象素的值（即浓淡值或灰度值）仍是连续量。把抽样后所得的这些连续量表示的象素值离散化为整激值的操作叫量化。即若连续浓淡（灰度）值用z来表示，则对于满足zizzi+1的z值都量化为整数值zi,,zi称为象素的灰度值。z与zi的差称为量化误差。一般每个象素的灰度值量化后用一个字节（8位二是制码或8比特）来表示，如把由白一灰一黑的连续变化的灰度值，量化为0～255共256个灰度级。量化后的灰度值，代表了相应的浓淡程度。灰度值与浓淡程度的关系有两种表示方法，一种是由0～255对应于由黑一白，另一种是由0～255对应于由白一黑。在图像处理时，应注意是采用那种表示方法。对只有黑白二值的二值图像，一般用0表示白，1表示黑。第38页,共40页，星期六，2024年，5月一幅数字化后的图像其总数据量是：每行象素数（M）×每列象素数（N）×灰度量所占用位数(Bits)。下面举例给出若干常用的M、N值。几种常用的图像大小如下：汉字：取决于字的大小，每个字可以从16×16到256×256象素；显微镜图像：256×256或512×512象素；电视图像：500～700×480象素；卫星图像：（单波殷）3240×2340象素；SAR（合成孔径雷达）8000×8000象素；CRT显示器：一般640×480或1024×1024象素，2048×2048象素等第39页,共40页，星期六，2024年，5月经过数字化过程（采样、量化）得到矩阵yxo第40页,共40页，星期六，2024年，5月除了频率以外，描述光的各种性质还需要另一些特征。在观察光源时，我们的眼睛对颜色（或主频率）和另外两个基本的感觉作出反应。其中之一是亮度,即感受到的光明度。第二个感受的特征是光的纯度或饱和度。这三种特征：主频率、明度和纯度通常用来描述光源的不同性质。通常用色度说明纯度和主频率这两种颜色特征。另外，人的眼睛只能看到可见光部分，但就目前科技水平看，能够成像的并不仅仅是可见光。一般来说可见光的波长为0.38～0.76μm，而迄今为止人类发现可成像的射线已有多种，如：第5页,共40页，星期六，2024年，5月γ射线：0.003～0.03nm；X射线：0.03～3nm；紫外线：3～300nm；红外线：0.8～300μm；微波：0.3～100cm。这些射线均可以成像。利用图像处理技术把这些不可见射线所成图像加以处理并转换成可见图像，实际上大大延伸了人类视觉器官的功能，扩大了人类认识客观世界的能力。第6页,共40页，星期六，2024年，5月2.2视觉系统眼睛中的光接受器主要是视网膜中的视觉细胞。有两种类型的视觉细胞，分别称为锥状体和杆状体。锥状体只有在光线明亮的情况下才起作用，它具有辨别光波波长的作用，因此对颜色非常敏感。每个眼睛的锥状体大约有700万个。杆状体比锥状体的灵敏度高，在较暗的光线下就能起作用，但是它没有辨别颜色的能力，又叫夜视觉，所以黑暗中看到的东西没有颜色，其数量大约有1亿三千万个。当眼睛接受到的光包含所有可见光信号，且其强度大体相近时，人们感觉到的是没有颜色的白光。在光源为白光的照射下，若物体能反射80%以上的入射光，则看上去是白色的。若反射光小于3%，物体看上去是黑色的，中间值对应不同程度的灰色。为了表示方便，光强度可以规一化到0～1之间，0对应黑色，1对应白色，中间值对应灰色。第7页,共40页，星期六，2024年，5月光能本身是无颜色的，颜色是人们眼睛感知光后产生的生理和心理现象。眼睛对光的感觉称为光觉，对颜色的感觉称为色觉，这是眼睛的基本特性。光觉的门限值大约为1×10cd/m(尼特），人眼感觉光的范围的最大值和最小值之比达到10以上。但人的眼睛并不能同时对这样大范围的明亮程度都作出反应。某一时刻眼睛只能感知很小范围的明亮度。一般情况下，在相同亮度的刺激下，背景亮度不同所感觉到的明暗程度也不同，例如白天我们看不见星星，而夜晚却能看到。同样，在观察颜色时，在图形的色度一样，但背景颜色不一样时，感觉到的图像的色度也不一样。这种现象叫做对比现象。对比现象包括亮度对比和颜色对比。实验表明，在背景亮度比目标亮度低的场合，感觉目标有一定亮度。当背景亮度比目标亮时，看到的目标就有亮的多的感觉。同时，对比效果在背景大的场合比较显著。