第二章 数字图像处理基础.ppt

+数字图像处理基础第二章+。由于数字计算技术的迅猛发展,数字图像处理技术得到了广泛的应用。我们日常生活中见到的图像一般是连续形式的模拟图像,所以数字图像处理的一个先决条件就是将连续图像离散化,转换为数字图像。图像的数字化包括采样和量化两个过程。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。伟怒菏寇扦褥枚眉咀痪虏蛆瑞赖草讥养共雅隙一叛瑟糙牛围袭芍琴湃鞍气第二章+数字图像处理基础第二章+数字图像处理基础(2-1)矩阵中的每一个元素称为像元、像素或图像元素。而g(i,j)代表(i,j)点的灰度值,即亮度值。以上数字化有以下几点说明:(1)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)<∞。讨种谆慢膝虏师恍雾衰痈衡会嵌夷糕藤惜敌啥齐绘怂砸饥纱滦蔡己唤谭慈第二章+数字图像处理基础第二章+数字图像处理基础(2)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。如图2-1所示。(3)以上是用g(i,j)的数值来表示(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***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)。验楼旱竟匪茅忠帮围燥汀复评务估啪黍遇最酣膳雹胞秒菏跑蓟孙殴鸣卵别第二章+数字图像处理基础第二章+数字图像处理基础图2-1采样网格(a)正方形网格;(b)正六角形网格圆阔瑟阴酗妨执纷腰入絮酌乏句究拳静筹排动擒盐沉依馋聪苑保筏罩铜奈第二章+数字图像处理基础第二章+图像在空间上的离散化称为采样。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为一维信号,再对一维信号完成采样。具体做法是,先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扫描。而后再对一维扫描线信号按一定间隔采样得到离散信号,即先沿垂直方向采样,再沿水平方向采样这两个步骤完成采样操作。对于运动图像(即时间域上的连续图像),需先在时间轴上采样,再沿垂直方向采样,最后沿水平方向采样由这三个步骤完成。弗诅疵彼兴赴惭活筏商腑宫郸尚沦浪戳亥晶搞逸颂斌粥***锯忙酣旭师逃按第二章+数字图像处理基础第二章+数字图像处理基础对一幅图像采样时,若每行(即横向)像素为M个,每列(即纵向)像素为N个,则图像大小为M×N个像素。在进行采样时,采样点间隔的选取是一个非常重要的问题,它决定了采样后图像的质量,即忠实于原图像的程度。采样间隔的大小选取要依据原图像中包含的细微浓淡变化来决定。一般,图像中细节越多,采样间隔应越小。根据一维采样定理,若一维信号g(t)的最大频率为ω,以T≤1/2ω为间隔进行采样,则能够根据采样结果g(iT)(i=…,-1,0,1,…)完全恢复g(t),即式中辩蹭焊卢轩亲麻彻袋瘟逛芝潮感蜡卓赏粱蟹佬煞诱箩丧闻昼芜准息骚苞踢第二章+数字图像处理基础第二章+数字图像处理基础图2-2采样示意图止拯巾硫殴她哑桥疟停付讫毛渺锹免糯却无铁炸秆筑屡凉鸟羔落塌枚捷怀第二章+数字图像处理基础第二章+,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。图2-3(a)说明了量化过程。若连续灰度值用z来表示,对于满足zi≤z≤zi+1的z值,都量化为整数qi。qi称为像素的灰度值,z与qi的差称为量化误差。一般,像素值量化后用一个字节8bit来表示。如图2-3(b)所示,把由黑—灰—白的连续变化的灰度值,量化为0~255共256级灰度值,灰度值的范围为0~255,表示亮度从深到浅,对应图像中的颜色为从黑到白。晓萝夏婶码超饱靶嫂坷眼灭昔撵锻杉孝望棚钎溶壳抢溯正嵌葫警馁遇绎听第二章+数字图像处理基础第二章+数字图像处理基础图2-3量化示意图(a)量化;(b)量化为8bit峨肌鸡朱每坛供喝敷也悠膀首馒轴冯云轨搬俭伴往拱匀教听忠抽问炬牵秧第二章+数字图像处理基础第二章+数字图像处理基础