图像数字化处理.ppt

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1、3.1图像的数字化3.2数字图像类型及图像文件的格式3.3图像质量的评价3.4数字图像处理算法的形式3.5图像的特征3.6图像噪声主要内容3.1图像的数字化3.1.1图像的数字化技术3.1.2数字图像的描述3.1.3图像的数字化设备3.1.1图像的数字化技术图像数字化:将一幅画面转化成计算机能处理的形式—数字图像的过程。模拟图像数字图像正方形点阵具体来说，就是把一幅图画分割成一个个小区域（像元或像素），并将各小区域灰度用整数来表示，形成一幅数字图像。它包括扫描、采样、量化三个过程。小区域的位置和灰度就是像素的属性。扫描对一幅图像内

2、给定位置的寻址把图像划分为矩形网格，即光栅扫描的最小单元为像素采样在一幅图像的每个像素位置上测量灰度值传感元件将光亮度转化为电压值对图像信号的定义域离散化量化将测量的灰度值用整数表示通过模数转化器实现对图像信号的值域离散化设连续图像f(x,y)经数字化后，可以用一个离散量组成的矩阵g(i,j)(即二维数组)来表示。由于g(i,j)代表该点图像的光强度，而光是能量的一种形式，故g(i,j)必须大于零，且为有限值，即：0＜g(i,j)＜∞数字化采样一般是按正方形点阵取样的，除此之外还有三角形点阵、正六角形点阵取样以上是用g(i,j)的

3、数值来表示(i,j)位置点上灰度级值的大小，即只反映了黑白灰度的关系，如果是一幅彩色图像，各点的数值还应当反映色彩的变化，可用g(i,j,λ)表示，其中λ是波长。如果图像是运动的，还应是时间t的函数，即可表示为g(i,j,λ,t)图像的采样将空间上连续的图像变换成离散点的操作称为采样。也就是用空间上部分点的灰度值代表图像，这些点称为采样点。由于图像是一种二维分布的信息，为了对它进行采样操作，需要先将二维信号变成一维信号，再对一维信号完成采样。具体做法：沿垂直方向按一定间隔从上到下顺序地沿水平方向直线扫描，取出各水平线上灰度值的一维

4、扫描——垂直方向采样对一维扫描线信号按一定间隔采样得到离散信号——水平方向采样对于运动图像（即时间域上连续的图像）则先在时间轴上采样。——时间采样重要参数：采样间隔和采样孔的大小注意：采样间隔的选取。采样间隔取得不合适除了画面出现马赛克之外，还会发生频率的混叠现象。量化模拟图像经过采样后，在时间和空间上离散化为像素。但采样所得的像素值（即灰度值）仍是连续量。把采样后所得到的各像素的灰度值从模拟量到离散量的转换称为图像灰度的量化。连续灰度值量化为灰度级的方法有两种：等间隔量化：简单的把采样值的灰度范围等间隔地分割并进行量化，对于像素

5、灰度值在黑－白范围较均匀分布的图像，这种量化方法可以得到较小的量化误差——均匀量化或线性量化非均匀量化：依据一副图像具体的灰度值分布的概率密度函数，按总的量化误差最小的原则进行量化。具体做法是对图像中像素灰度值频繁出现的灰度值范围，量化间隔取小一些，而对那些像素灰度值极少出现的范围，则量化间隔取大一些。采样与量化参数的选择一副图像在采样时，行、列的采样点与量化时每个像素量化的级数，既影响数字图像的质量，也影响到该数字图像数据量的大小。假定图像取M×N个样点，每个像素量化后的灰度二进制位数为K，一般量化级数Q总是取为2的整数幂，即Q

6、=2K,则存储一幅数字图像所需的二进制位数b为：b＝M×N×K字节数B为：B＝M×N×K/8对一幅图像，当量化级数Q一定时，采样点数M×N对图像质量有着显著的影响。采样点数越多，图像质量越好，当采样点数减少的时候，图上的块状效应就逐渐明显。同理，当图像的采样点数一定时，采用不同量化技术的图像质量也不一样。量化级数越多，图像质量越好，当量化级数越少时，图像质量越差，量化技术最小的极端情况就是二值图像，图像出现伪轮廓。低bit量化的伪轮廓现象示意图不同采样点数对图像质量的影响不同量化级别对图像质量的影响图2-5不同量化级别对图像质量的

7、影响（a）原始图像(256色)；（b）量化图像(64色)；（c）量化图像(32色)；（d）量化图像(16色)；（e）量化图像(4色)；（f）量化图像(2色)一般，当限定数字图像的大小时,为了得到质量较好的图像可采用如下原则：（1）对缓变的图像，应该细量化，粗采样，以避免假轮廓。（2）对细节丰富的图像，应细采样，粗量化，以避免模糊（混叠）。对于彩色图像，是按照颜色成分—红（R）、绿（G）、蓝（B）分别采样和量化的。若各种颜色成分均按8bit量化，即每种颜色量级别是256，则可以处理256×256×256=16777216种颜

8、色。3.1.2数字图像的描述是指图像的每个像素只能是黑或者白，没有中间的过渡，故又称为２值图像。2值图像的像素值为0、1。1.黑白（二值）图像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，没有彩色信息。2.灰度图像灰度图像描述示例彩色图