第二章-数字图像处理基础.ppt

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1、讲授内容：1.图像数字化、数字化参数对图像质量的影响、数字化器的性能评价；2.图像灰度直方图的概念、性质和应用；3.数字图像的类型4.图像文件格式5.几种处理算法形式重点：数字化、灰度直方图、图像文件格式BMP难点：数字化、直方图、图像处理算法和形式结构第二章数字图像处理的基础第二章数字图像处理的基础主要内容：1.图像数字化2.数字图像的类型3.图像的格式4.图像灰度直方图5.处理算法形式2.1图像数字化模拟图像概念：将图像划分为如图所示的小方格（象元），并将方格内的灰度值变换为整数模拟图像：二维连续亮度函数——f(x,y);(x,y)代表：f(x,y)代表：数字图像：二维矩阵——g(

2、i,j)；（i,j）代表：f（i,j）代表：2.1图像数字化图像上某点的空间位置（x，y）点处图像的灰度值数字图像上某像素所在的行列位置像素点处的灰度值，整数2.1图像数字化图像的数字化包括采样和量化两个过程。将空间上连续的图像变换成离散点的操作称为采样。采样间隔和采样孔径的大小是两个很重要的参数。2.1图像数字化2.1.1采样采样孔径2.1.2量化模拟图像经过采样后，离散化为像素。但像素值（即灰度值）仍是连续量。把采样后所得的各像素的灰度值转换为整数的过程称为量化。（从模拟量到离散量的转换）与量化有关的概念1.表示像素明暗程度的整数称为灰度级。（或灰度值、灰度）2.一幅数字图像中不同

3、灰度级的个数称为灰度级数（G）。3.G=2g，g表示存储图像灰度级数所需的比特位数（bit）。如：灰度级数G=256，8比特量化，（0-255）>或=6比特的量化，可以满足视觉效果；8比特量化4.均匀量化和非均匀量化一般使用均匀量化256个灰度级的图像16个灰度级的图像64个灰度级的图像量化示意图（a）量化；(b)量化为8bit连续灰度值量化值(整数值)灰度标度灰度量化Zi＋1ZiZi－1qi＋1qi－125525412812710……(a)(b)2.量化数字图像根据灰度级数的差异，可分为：二值图像、灰度图像和彩色图像二值图像：灰度值只有0和1两种，没有过渡值灰度图像：灰度级数大于2，

4、没有彩色信息。彩色图像：红绿蓝三分量（R、G、B）构成的图像,每个像素包含三个分量的灰度值。2.1.3采样与量化参数的选择采样间隔：影响着图像细节的再现程度，反映数字化后的图像呈现何种的细微程度。采样间隔越大，图像的像素数越少，空间分辨率低，质量差。严重出现像素块状的棋盘效应；采样间隔越小，…量化级数：影响图像信息的可分辨程度。量化等级越多，图像层次越丰富，灰度分辨率越高，质量越好；反之…2.1图像数字化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1.采样点数越多，图像质量越好，但占空间大。2.当图像的采样点数一定时，量化级数越多，图像质量越好。对一幅图像，当量化级数g一定

5、时，采样点数M×N对图像质量有着显著的影响。如图2-4所示，采样点数越多，图像质量越好；当采样点数减少时，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，采用不同量化级数的图像质量也不一样。如图2-5所示，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，量化级数最小的极端情况就是二值图像，图像出现假轮廓。在少数情况下，当限定图像大小时，减少灰度级能够改善图像质量，主要在于提高图像的对比度。比如：在对细节丰富的图像进行数字化时。一些实验结论：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

6、节丰富的图像，应细采样，粗量化，以避免模糊（混叠）。图像的数据量计算：b=M*N*g（bit），B=M*N*g/8（字节）M*N是采样点数，g是量化级数一幅1024*1024大小的图像，灰度级数256，数据量有多大？图像的质量亮度对比度主题内容的大小细微层次颜色饱和度图像的质量：清晰度降低亮度图像的质量对比度：是指一幅图象中灰度反差的大小对比度=最大亮度/最小亮度。图像的质量：清晰度缩小尺寸图像的质量：清晰度降低对比度图像的质量：清晰度减少细微层次图像的质量：清晰度降低饱和度1.图像数字化器(如：数码相机、胶片扫描仪)的组成(1)采样孔：使图像数字化器能不受图像其他部分的影响，而在整幅

7、图像中扫描特定的独立像素单元；(2)扫描器件：使采样孔以预先确定的方式在图像上移动，按照顺序依次扫描图像的每一个像素；(3)光传感器：测量每一像素的亮度，将光亮度转化为电流或电压信号；(4)量化器：将传感器输出的连续值转化为整数值；(5)输出存储装置：将量化的灰度值以适当的格式存储。2.1.4图像数字化设备（数字化器）2.图像数字化器的性能（1）分辨率：单位尺寸能够采样的像素数，由采样孔的大小和像素间距的大小决定；（2）灰度级：量化为多少等级