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1、•2010/12/13中国科学技术大学研究生课程(PI05302)第一章数字图像基础数字图像处理T(x,y,z,t,λ):5-D,广义图像空间变量时间变量频谱变量(波长)f(x,y):2-D图像何清波博士副教授¢采样和量化¢数字图像表示中国科学技术大学精密机械与精密仪器系¢空间和灰度分辨率安徽合肥¢图像显示和存储¢像素间联系Email：qbhe@ustc.edu.cn¢图像坐标变换电话:3607985PI05302:DigitalImageProcessing’10中国科学技术大学精密机械与精密仪器系2数字图像
2、获取采样和量化过程(1)采样:数字化坐标值量化:数字化幅度值模拟图像->数字图像PI05302:DigitalImageProcessing’10中国科学技术大学精密机械与精密仪器系PI05302:DigitalImageProcessing’10中国科学技术大学精密机械与精密仪器系4采样和量化过程(2)数字图像表示¢数字矩阵¢基本单元叫图像元素，简称像素（pixel）⎡f(0,0)f(0,1)?f(0,M−1)⎤⎢⎥f(1,0)f(1,1)?f(1,M−1)f(x,y)=⎢⎥⎢@@B@⎥⎢⎥⎣f(N−1,0)
3、f(N−1,1)?f(N−1,M−1)⎦¢空间分辨率：M×N。¢灰度分辨率：离散灰度级数GM=2mN=2nkG=2¢存储一幅数字图像所需的位数b（单位bit,比特）：b=M×N×k=N2kPI05302:DigitalImageProcessing’10中国科学技术大学精密机械与精密仪器系5PI05302:DigitalImageProcessing’10中国科学技术大学精密机械与精密仪器系6•1•2010/12/13数字图像表示空间分辨率¢1幅512×512，256个灰度级的图需要262,144个bytes¢
4、视频：需要每秒处理512×512×8×25bits或52.43Mbits¢如果图象的分辨率为1024×1024，则需要1.05Mbytes来存储，这相当于存储一本250页的书¢相应视频的处理速度要达到约210Mbytes/s¢设对一个象素的处理需要5个浮点运算，1秒钟视频的处理就需要上亿个FLOPS¢并行运算的时间可减少为串行运算的采用多少个采样lnJ/J，使用10000个并行处理器处理1和灰度级数为宜？秒钟的视频，每个处理器还要进行10万次运算PI05302:DigitalImageProcessing’10
5、中国科学技术大学精密机械与精密仪器系7PI05302:DigitalImageProcessing’10中国科学技术大学精密机械与精密仪器系8空间分辨率变化产生的效果空间分辨率变化产生的效果（2）PI05302:DigitalImageProcessing’10中国科学技术大学精密机械与精密仪器系9PI05302:DigitalImageProcessing’10中国科学技术大学精密机械与精密仪器系10灰度分辨率变化产生的效果灰度分辨率变化产生的效果（2）伪轮廓:由在数字图像平滑区灰度级数量不足引起.PI053
6、02:DigitalImageProcessing’10中国科学技术大学精密机械与精密仪器系11PI05302:DigitalImageProcessing’10中国科学技术大学精密机械与精密仪器系12•2•2010/12/13空间和灰度分辨率同时变化的效果图像显示打印¢图像显示•图像处理的结果多是供观察的•图像数据亮度模式显示¢显示设备•电视显示器,液晶显示器•阴极射线管(CRT)•打印设备•转换到幻灯片、照片或透明胶片上PI05302:DigitalImageProcessing’10中国科学技术大学精密机
7、械与精密仪器系13PI05302:DigitalImageProcessing’10中国科学技术大学精密机械与精密仪器系14图像显示打印图像显示打印¢半调（halptone）输出¢调制模板•多数打印设备仅能直接显示输出二值图•每个输出单元内包含若干个基本二值点•半调技术：利用人眼的集成特性，通过控制二值点模式的形式（•每个模板对应一个输出单元包括数量，尺寸，形状等）来获得视觉上不同的灰度感觉•一种将灰度图象转化为二值图象的技术•输出二值图象，看到灰度图象¢幅度调制（AM）¢频率调制（FM）•通过调整输出黑点的尺
8、寸来显示不•输出黑点的尺寸是固定的同的灰度•其在空间的分布（点间的间隔或一定区域内点出现的频•例如，早期报纸上的图片，在每个空间位置打印一个其尺寸反比于该率）取决于所需表示的灰度处灰度的黑圆点•缺点：点增益（打印单元尺寸相对于原始单元尺寸的增•二值点是规则的排成网格的点加量）增加导致打印图灰度•点的形状并不是决定性的因素范围的减少或压缩PI05302:DigitalImageProce
