数字图像处理 第一章 第三节.

3、图像显示和打印

图像显示设备:每个点的电压和该点所对应的灰度值成正比

随机存储的阴极射线管 CRT ,电视显示器,液晶显示器 LCD 打印设备:各种打印机,一般用于输出较低分辨率的图像

输出图像上任一点的灰度值可由该点打印的字符数量和密度来控制

1 半调输出

主要分为幅度调制技术和频率调制技术

多数打印设备只能直接显示输出二值图像,即打印机输出的灰度只有两级半调输出技术----使得输出灰度图像保持其原有的灰度级

半调输出技术:将灰度或彩色图像转化为二值图像的技术

将灰度(彩色图像各种灰度转化为二值点的模式 ,可由打印设备输出,同时利用人眼集成特性 (人眼感知的亮度是某单元的平均灰度, 正比于其中的黑象素个数 ,通过控制输出二值点的形式 (包括数

量,尺寸,形状来让任获得视觉上多个灰度的感觉

2 幅度调制

通过调整输出黑点的尺寸来显示不同的灰度----幅度调制 AM 半调技术在每个象素位置打印一个尺寸反比于该象素灰度的黑圆点 ,即在亮的图像区域打印的点小,在暗的图像区域打印的点大。

在一定距离观察时,一个小点的集合可产生亮灰度的视觉效果,一个大点的集合可产生暗灰度的视觉效果

当点足够小,观察距离足够远时,人眼就不容易分开各个小点(人眼的集成特性,而得

3 频率调制

频率调制半调技术:输出黑点的尺寸是固定的 ,但在空间的分布 (点间的间隔,在一定区域内点出现的频率取决于所需表示的灰度

如果分布较密,就得到较暗的灰度,如果分布较稀,就得到较亮的灰度表示一个较暗的灰度:需要排列很近的许多个点,他们合成一个打印单元, 也称打印点,对应图像中一个象素

4 调制模板 (参考图 1.3.2---图 1.3.4

半调技术具体实现方法:调制模板

将图像输出的单元细分,取邻近的基本二值点结合起来组成输出单元,在每个单元内包含若干个基本二值点,让其中一些基本二值点输出黑,其他基本二值点输出白,就可得到不同灰度的效果

为输出不同的灰度,建立一套模板,每个模板对应一个输出单元,将每个模板划分成规则网格,每个格对应一个基本二值点,通过调整各个基本二值点为黑或白,可让每个模板输出不同的灰度。

5 抖动输出技术

半调技术是通过减少图像空间分辨率来改善图像幅度分辨率,或者说牺牲空间点数而增加图像的灰度级数。

要保持一定的空间分辨率,则输出灰度级比较少,或者说要保留细节则灰度级数不能太多。

抖动输出技术:通过调节和变动图像的幅度值来改善量化过粗图像的质量。(灰度级数比较少时,图像质量比较差,会出现虚假轮廓

通过对原始图像加一个随机的小噪声来实现 ,即显示两者的和。由于图像灰度值和噪声之间没有任何规律的联系,所以可以帮助消除量化不足而导致的图像中出现的虚假轮廓。

具体实现方法 :设 b 是图像显示的比特数,则噪声的值以均匀概率取: -2-22 22效果参考图 1.3.5

4 图像存储

1 图像存储器

Ø用于处理过程中使用的快速存储器, 如计算机内存,帧缓存

Ø用于比较快的重新调用的在线或联机存储器,

如磁光 MO 存储器,光盘塔,光盘阵列

Ø不经常使用的数据库存储器如磁带,光盘

2 图像文件格式

静态图像

矢量图

位图,即栅格图像

u 矢量图 :主要用于图形数据文件

用一系列绘图指令来表示一幅图像,如 AutoCAD 的绘图语句,图像使用一系列线段或线段的组合体来表示,线段的灰度可以是均匀的或变化的。

本质是用数学(几何学描述一幅图像,图像中每一个形状都是一个公式,称为一个对象

优点:图像数据量小,图像质量与分辨率无关(即不论放大或缩小多少次,图像总是以显示设备允许的最大清晰度显示

缺点 :不易制作色调丰富和色彩变换太多的图像,绘出的图像不逼真,不易在软件间交换文件

b. 灰度图像

在灰度图像中,像素灰度级用 8bit 来表示,每个像素都是介于黑色和白色之间的256中灰度中的一种。灰度图像只有灰度颜色而没有彩色, 通常的黑白照片,其实包含了黑白之间的所有灰度色调。从技术上来说, 就是具有从黑到白的 256种灰度色域的单色图像。

c. 索引图像

PC 机处理颜色:

大多数扫描仪是以 24位模式对图像进行采样,即可从图像中擦样除 1670万种不同的颜色,用这种方式获得的颜色通常称为 RGB 颜色。

颜色深度位每像素 24位的数字图像是目前所能获取、浏览和保存的颜色信息最丰富的彩色图像,由于它所表达的颜色远远超出人眼所能辨别的范围, 故将其称为“ 真彩色”

在真彩色出现之前,由于技术上的原因,计算机在处理时并没有达到每像

索引图像

:也称为映射颜色,在这种模式下, 颜色是预先定义的 ,并且可供选用的一组颜色也很有限, 索引颜色的图像最多只能显示 256中颜色。

一幅索引图像在图像文件中定义,当打开该文件时, 构成该图像具体颜色的索引值被读入程序 ,然后根据索引值找到最终的颜色。

d. 真彩色图像

是 RGB 颜色的另一种流行的叫法。

从技术角度考虑, 真彩色是指写到磁盘上的图像类型,而 RGB 颜色是指显示器的显示模式。 RGB 图像的颜色是非映射的 ,它可以从系统的“ 颜色表” 里自由获取所需的颜色,这种图像文件中的颜色直接与 PC 机上的显示颜色像对应。

在真彩色图像中,每个像素由红、绿、蓝三个字节组成,每个字节为 8bit ,表示 0--255之间的不同的亮度值,这三个字节组合,可产生

u

1 像素 (pixel、点 (Dot和样点 (Sample

在计算机中,图像是由显示器上许多光点组成的,将显示在显示器上的这些点(关的单元称为像素。实际常用正方形网格点阵分割方案。

扫描一幅图像时,需设置扫描仪的分辨率, 分辨率决定了扫描仪从原图像里每英寸取多少个样点。扫描仪将源图像看成由大量网格组成,然后在每一个网格中取出一点,用该点的颜色之来代表这一网格中所有点的颜色之,这下被选中的点就是样点。