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1、中国矿业大学信电学院第一章图像与数字图像通信主要内容1.1图像及其特点1.2图像的分类及表示方法1.3图像通信系统的组成1.4图像处理系统1.5人眼的视觉特性1.6图像质量的评估标准及方法1.7图像通信的关键技术1.8色度学基础及颜色模型1.1图像及其特点图像定义图像是当光辐射能量照在物体上，经过它的反射或透射，或由发光物体本身发出的光能量，在人的视觉器官中所重现出的物体的视觉信息。大多数图像是源于自然景物，其原始形态是连 续变换的模拟量，是连续的模拟信号。1.1图像及其特点图像特点信息量大。“百闻不如一见”，一幅图像中所蕴含的信息量巨
2、大直观性强。“耳听为虚，眼见为实”。一般的自然景物图像，不需特别的学习即可理解图像信息具有一定模糊性。同一幅图像，不同人观看，或同一个人不同时刻观看会有不同的理解，即情感信息，无法用概率模型来表示。图像的实体化和形象化。比如传真、远程图像监控、会议电视、“千里眼”等。1.2图像的分类及表示方法按传输方式模拟图像：空间和亮度上连续取值的图像数字图像：空间和亮度上离散的图像按光谱特性二值图像：图像中像素的取值只有两种灰度图像：图像中像素取值只有一个亮度值彩色图像：多光谱图像，图像中每个像点有多 于一个的局部性质按是否随时间变化活动图像：
3、随时间变化的图像静止图像：不随时间变化的图像图像的分类数字图像用计算机进行图像处理的前提是图像必须以数字格式存储，我们把以数字格式存放的图像称之为数字图像。数字图像的获取:获取模拟图像数字图像(如扫描仪)抽样量化直接获取数字图像(如数码相机，数码摄象机)物理图像及对应的数字图像数字图像是以像素像素定义的，且像素作为保存图像的最小单位，都定义有一个灰度值。一幅M×N个像素的数字图像，其像素灰度值可以用M行、N列的矩阵G表示：同于书上第3页的式（1-6）图数字图像问题：每个像素的取值定义为？？灰度灰度表示光的强度的数量量度。强度大为白色，强
4、度弱为黑色，中间的强度表现为灰色。光强量化到256级，0对应黑色，255对应白色（归一化：0对应黑色，1对应白色）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，无彩色信 息，通常划分为0~255共256个级别，0最暗（全黑），255最亮（全白）。彩色/灰度/二值图像灰度图像描述示例彩色/灰度/二值图像彩色图像：是指每个像素的信息由RGB三原色构成的图像，其中RGB三个分量是由不同的灰度级（人为地分为0～255共256个等级）来描述的。RGB各种不同的组合可以表示出256*256*256（约1600万）种颜色（真彩色）。彩色
5、图像描述示例二值图像：图像的每个像素只能是黑 （像素值为0）或者白（像素值为1）。彩色图像→灰度图像使用下面的转换公式：grayscale:I=0.299IR+0.587IG+0.114IB灰度图像→彩色图像使用不同的颜色(differentinhue)来表示灰度图像中不同的图像特征（imagefeatures）。图像信号的数学表达式：I=f(x,y,z,,t)I表示空间某像素点灰度（亮度）I为正值，且有界，0IImax(x,y,z)表示成像目标的空间坐标t表示时间坐标表示光的波长当z=z0时，表示二维平面图像。 当t=t0时，或
6、I与t无关时，表示静态图像。 当为定值时，表示单色图像。1.2图像的分类及表示方法1.2图像的分类及表示方法二维函数f(x,y)，用于表示单幅图片（静止图像），其中，x,y是空间坐标，f(x,y)是点（x,y）的幅值三维函数f(x,y,t)，用于表示多帧图片（动态图像），其中，x,y是空间坐标，t是时间，f(x,y,t)是t时刻点（x,y）的幅值灰度图像表示方法（=0）根据三基色原理，彩色图像信号为：I=IR+IG+IB式中：IR=fR(x,y,z,R,t)IG=fG(x,y,z,G,t)IB=fB(x,y,z,B,t)其中R
7、,G,B为3基色波长。1.3图像通信系统的组成分为模拟系统和数字系统两种。1.模拟图像通信系统的组成框图图像信息源调制器信道解调器噪声显示器图像信源是以一定扫描方式产生电信号。2.数字图像通信系统的组成框图图像信息源信源编码器信道编码器调制器信道解调器信道解码器信源解码器显示器预处理噪声后处理信源编码器进行压缩编码，减少信息数据量。信道编码器是为了提高信息在信道上传输质量，减少误码率而采用有冗余编码。数字图像通信系统的优点可以多次中继传输而不致引起噪声的严重积累有利于采用压缩编码技术易于与计算机技术结合，实现图像、声音、数据等多种信息
8、内容的综合视听通信业务可采用数字通信中的信道编码技术，以提高传输中的抗干扰性能易于采用数字方法实现保密通信，实现数据隐藏采用大规模集成电路，可以降低功耗，减小体积、重量，提高可靠性，降低成本，
