3.2图像的扫描变换

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1、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

2、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行扫描————水平扫描扫描场扫描———垂直扫描fL(xm,yn,tk)三维图像信号f(t)一维时间电信号扫描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。

3、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：直线型光栅扫描人眼最清晰的视场范围：水平夹角约20度，垂直夹角15度的矩形区域常

4、规电视系统确定电视屏幕为矩形，幅型比（W：H）为4：3，即K=4/3观看者与屏幕中心的距离D称为视距，一般以屏幕高度的4~6倍HDTV（高清晰度电视）采用16：9电视屏幕尺寸大小常用对角线的尺寸来衡量，习惯用英寸为单位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正程：从左端到右端分解图像成为像素的过程逆程：快速返回下一行起始的过程行扫描逆程系数：逆程所占行周期的比例，即一般18%左右行正程扫描所需时间称为行扫描正程时间用表示行逆程扫描

5、所需时间称为行扫描逆程时间用表示，而且行扫描周期：来回扫描一次所需时间场扫描：垂直方向一行接着一行的扫描称为场扫描正程：从上到下的过程逆程：快速返回起点的过程场扫描正程时间：场扫描逆程时间：场扫描周期场扫描逆程系数：逆程所占行周期的比例，即，一般在8%左右逆程消隐：为了使图像清晰而均匀，在逆程期间不传送图像。在广播电视中所采取的措施是在逆程时间让扫描电子束截止，使之不显示图像，即消隐被消隐掉的扫描逆程不能分解图像标称分解力：扫描的行数越多，分解成的像素数越多，景物的细节就显示得越清楚，即主观感觉的图像清晰

6、度越高。可以用扫描行数Z来表示图像系统的标称分解力分解力水平分解力N垂直分解力M1.垂直分解力图像垂直分解力——系统沿图像垂直方向所能分解的像素（或黑白相间的条纹数）。它受扫描行数Z限制，并小于扫描行数Z。因为在分解图像时并非每一行都有效通常用黑白相间的条纹数来描述，常称为线数①垂直扫描中，有若干行作场逆程回扫即：有效行数为：Z（1－β）（β:场扫描逆程系数）②扫描线的有效率问题(如图)考虑到被摄景物与摄像感光单元的垂直相对位置存在各种随机关系，垂直分解力取垂直分解力：Ke：凯尔系数M＝Ke(1－β)Z垂

7、直分解力：M＝KeKi(1－β)Z如考虑隔行因子Ki的影响，则不同电视标准Ke取值不同，取Ke=0.7，Z=625,则垂直分解力为M=0.7×（1-0.08）×625=0.64×625=400(电视线)。2、水平分解力图像水平分解力——沿着图像水平方向所能分解的像素数（或黑白相间的条纹数）。实验证明，水平分解力与垂直分解力相当时图像质量为最佳。当考虑幅型比K时水平分解力：N＝KM＝KKe(1－β)Z如考虑隔行因子：N＝KKeKi(1－β)Z若：垂直分解力M为400线，则：水平分解力N=4/3×400=53

8、3线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：屏幕高度分解力相邻两点距离常用水平一行像素数与有效行数的乘积表示系统的分解力或显示格式，并与存储量相对应。扫描行数Z根据应用要求计算，对常规广播电视全球只有525行和625行3.2.2逐行扫描与隔行扫描当行扫描电