图像数字化.ppt

采样列 像素
采样行
行间隔
采 样 间隔
采样示意图
* 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 。
（二） 量化
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。
1.把采样点上模拟的量度值转化为有限个整 数值的操作，一般量化后每个像素的量度值 用二进进制的位数（bit）表示。
通常的做法：
静态：先沿垂直方向采样， 再沿水平方向 采样；
运动：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。
图像大小：
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。
采样列 像素
采样行
行间隔
采 样 间隔
采样示意图
采样间隔：
间隔大小的选取依据原图像中包含的 细微浓淡变化来决定。它决定了采样后图像 的质量，即忠实于原图像的程度。
Zi－ 1
qi＋ 1 qi－ 1
连 续 灰度 值 灰 度 标度
量 化 值 (整 数 值 ) 灰 度 量化
(a)
…
…
25 5 25 4
12 8 12 7
1 0
(b)
qi 称为像素的灰度值，z与qi 的差称为量化误差
课堂练习
1.对某连续图像以3000×2000采样， 24位量化，求图像数字化后的文件大小？
原 始 图 像
256×256
采
128×128
样
图
像
64×64
32×32
16×16
8×8
不同采样点数对图像质量的影响
原 始 图 像
256色
64色
量
化
32色
图
像
16色
4色
2色
一般，当限定数字图像的大小时, 为了得到
（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）。
1.连续图像
其特点：空间位置和色彩值均为连续 变化的。
2.离散图像 其特点：空间位置和色彩值为不连续 变化的。
（二）按记录方式分为模拟图像及数 字图像。
1.模拟图像 通过物理量的强弱变化来表现图像上
各点的颜色信息。模拟图像可用连续函数来 描述。
I F (x, y)
其特点：光照位置和光照强度均为连 续变化的。
3.现对某图像数字化处理，如果分别 按1位、2位、3位、4位、8位进行量化， 问最大量化误差是多少？
最大量化误差分别是1/2、1/4、1/8及1/256。
百度文库
（三） 采样、量化参数与数字图像间的关系
对一幅图像，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；
当图像的采样点数一定时，量化级数 越多，图像质量越好。
三、数字图像的产生方式
- 数字相机 - 原稿扫描 - 软件生成
四、模拟图像与数字图像的比较
方式 处理速度 灵活性 精度 再现性
照片
快
差
差
差
录像
快
中
差
中
数字图像 快
好
高
好
（一）再现性好
不会因存储、传输等复制产生质量退化。 （二）精度高
原理上不论多高精度图像的处理都是 可以实现的。
（三）灵活性大 不仅可以完成线性变化，而且可以完
制版原理
安徽新闻出版职业技术学院
第二章 数字图像的基础知识
第一节 图像数字化
一、图像的概念
图像是对客观存在的物体的一种相似 性的、生动的写真或描述。
物 体 数学 函数
数字 图像
图像
可见的图像
光
照片、
图
图与画
像
如红外、 遥感图像
不可见的 物理图像
二、图像的分类
（一）按图像的点空间位置和色彩的 大小变化方式分为连续图像及离散图像。
成非线性运算。
五、图像数字化
印前图文信息的输入即将模拟的连 续调的图像转变为印前图文信息系统可接 受和处理的数字图像的过程。
像素（样点）
灰度亮度 分布
数字化
模拟图像
数字图像
正方形点阵
将模拟图像转变成数字图像的转换 过程称为图像数字化，过程可简单地分为： 采样和量化两个步骤。
（一）采样
采样是指使空间连续变化的图像离 散化，即用空间上部分点的灰度值表示图 像，或图像在空间上的离散化，这些离散 点称为样点（或像素）
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=16 777 216种颜色。
练习
测得原稿（灰度图）上某三个点的吸 收光量分别为15%、45%、73%，问 这三个点在转化为8位灰度模式的数字 图象后，它们的量化值分别为多少？
2.模/数换算
已知原稿上的点的吸收光量为F，求转换为数
字图像的颜色值（量化值），转换为数字图
像后吸收光量又为多少。设图像的位深为d.
则：F/=F×2d/（2d-1）×100%
颜色值=（2d-1）- F×2d
注：
F×2d必须取整，小数不管多大全部扔掉。
1)首先讲解黑白图；
2)特征色：黄、品、青、红、绿、蓝；
灰度图像的量化值的取值范围在0— 100%，如果按1位量化，则只有2个层次，即 黑色（100%）和白色（0%）；
如果按2位量化，则有4个层次，除了 黑色和白色外，还有2个灰色——约33%和 67%。如果按3位量化，则有8个层次，这8个层 次是：0%、15%、29%、43%、57%、72%、 86%及100%。
如按题意对图像数字化后，整幅图像 将会被分割成3000×2000个单元，这些 小单元即是像素，每个像素按24位量化， 如以存贮计算即为3个字节，因此文件的 大小为： 3000×2000×3=18000000字节≈ 17.2MB
2.现对某黑白连续渐变进行图像数字 化处理，如果分别按1位、2位、3位量化， 问量化值分别是多少？
一、图像量化的方法
等间隔量化 非等间隔量化
量化图像的梯级数目随图像的内容及处理 的目的的差别不同
如：处理文字和图形时，各个相素只需有 “0”与“1”两个值，即1bit的信息，这 种用1bit信息表示的图亦称为二值图像。
对于风景、人物照片来说，至少需32—64 梯级层次来表现。
Zi＋ 1 Zi
2.数字图像
图像分解成被称作像素的小离散点， 并将各像素的灰度值用量化的整数值表示。
i0,0
I
I[m, n]
i1,0
iM 1,0
i0,1 i1,1
iM 1,1
i0,N 1
i1,N 1
iM 1,N 1
像素的属性：空间位置和色彩。
数字图像的特点 • 是由不连续的有限个像素组成的 • 每个像素由1位或多位二进制数码表示