《数字图像处理技术》PPT课件

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1、第三章数字图像处理技术3.1信号处理的基本术语3.2图像数据压缩基础3.3图像数据压缩算法3.4常用的图形、图像文件3.5常用静态图像压缩标准3.6动态图像压缩标准3.7H.26x标准图像包括静态图像和动态图像，动态图像包括动画和视频信息，是连续渐变的静态图像或图形的序列，沿时间轴顺次更换显示，从而构成运动视感的媒体。本教材指的视频特指不包含声音媒体的动态图像。视觉重要？古语百闻不如一见一目了然眼见为实，耳听为虚。。。人类信息的主要传递手段视觉，听觉，味觉，触觉等视觉占60％以上人机交互字符、图形计算机接收信息手段单一（键盘，鼠标）。。。图像（Image）可以看作是对物体或场景的一种

2、表现形式抽象定义：二维函数f(x,y)(x,y):点的空间坐标（实数）f:点(x,y)的幅度（亮度、强度或灰度）英文单词Image：一般指用镜头等科技手段得到的视觉形象Picture：强调手工描绘的人物或景物画Drawings：人工绘制的工程图Lenna3.1信号处理的基本术语数字图像数字化：对x，y和f进行离散化数字图像（DigitalImage）离散化了的图像数字（离散）化过程采样：坐标离散化量化：函数值的离散化分类（根据f的性质）灰度图像（特殊：二值图像）彩色图像3.1信号处理的基本术语3.1信号处理的基本术语在20世纪之前，对信息的处理方式主要限于模拟方式，其特点是这种信号在

3、时间和幅度上都是连续的。时间和幅度上都是连续的信号称为模拟信号幅度是离散的信号称数字信号。3.1.1采样和量化3.1信号处理的基本术语信号的数字化处理包括两个步骤：采样和量化。数字化之后的信号，将全部变为0和1的序列，这就使得信息的采集、存储、传输、复制和加工更方便。3.1.1采样和量化多媒体计算机处理图像和视频，首先必须把连续的图像函数f(x,y)进行空间和幅值的离散化处理，空间连续坐标(x,y)的离散化，叫做采样；f(x,y)颜色的离散化，称之为量化。两种离散化结合在一起，叫做数字化，离散化的结果称为数字图像。YXf(x,y)XY的离散化称为采样f(x,y)的离散化称为量化3.1

4、.1采样和量化采样也称抽样，是信号在时间上的离散化，即按照一定时间间隔在模拟信号上逐点采取其瞬时值。它是通过采样脉冲和模拟信号相乘来实现的。量化是对幅值较小离散化，即将振动幅值用二进制化电平来表示，量化电平按级数变化，实际的幅度值是连续的物理量。3.1.1采样和量化3.1.1采样和量化采样间隔过长，一般采样频率越高，采样点就密集，所得的离散信号就越逼近于原信号，但过高的采样频率并不可取，对固定长度T的信号，采样越密集，会增加不必要的设计工作量和存储空间。根据奈奎斯特理论（Nyqusttheory）：如果采样频率不低于信号最高频率的两倍，就能把以数字表达的声音还原成原来的声音。对于话音

5、信号，最高频率为3400Hz，采样频率为8000Hz，能以数字声音还原原来的声音对于一般音频信号，最高频率为20kHz，采样频率为40kHz以上时，就能无失真地还原出原来的声音。采样频率越高，得到的数据占用的存储空间越大。3.1.2采样长度的选择与频率分辨率用以表示量化级别的二进制数据的位数，称为采样精度（Samplingprecision），也叫样本位数或位深度，用每个样本的位数（bit或b）表示。位数越少，声音质量越低，需要存储空间越少。采样频率和采样精度是数字声音质量的两项重要指标。3.1.2采样长度的选择与频率分辨率数据量Byte=采样频率Hz×（采样位数/8）×声道数×时间

6、s数字音频文件大小的计算公式3.1.2采样长度的选择与频率分辨率如果采样频率为44.1kHz，分辨率为16位，立体声，录音时间为10s，符合CD音质的声音文件的大小是多少？根据计算公式：数据量Byte=44100Hz×(16/8)×2×10s=1764KByte举例3.1.2采样长度的选择与频率分辨率质量采样频率（kHz）样本精度（b/s）声道数据率（kb/s）频率范围（Hz）电话88单声道64.0200～3400AM11.0258单声道88.250～7000FM22.05016立体声705.620～15000CD44.116立体声1411.220～20000DAT4816立体声15

7、36.020～20000数据率（b/s）=采样频率（Hz）*样本精度（bit）*声道数不同质量的声音的性能指标3.1.2采样长度的选择与频率分辨率采样长度就是采样时间的长短，首先要保证能反映信号的全貌，对瞬态信号应包含整个瞬态过程，对周期信号，理论上采集一个周期信号就可以了。信号采样要有足够的长度，不但是为了保证信号的完整，而且是为了保证有较好的频率分辨率。设分析频率为fc，谱线数为n，则频率分辨率为3.1.2采样长度的选择与频率分辨率3.1.2采样长度的