第二章-数字图像基础课件

6 . 索引图像 在RGB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素24位的真彩色水平，为此人们创造 了索引颜色。
在索引颜色（也称为映射颜色）模式下，颜色都是预先 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种颜色。
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2.4 图像文件格式
第2章 数字图像基础
第二章-数字图像基础
主要内容
2.1 图像感知与获取 2.2 图像取样与量化 2.3 数字图像类型 2.4 数字图像文件格式 2.5 像素间的一些基本关系 2.6 Visual C+ + 图像处理编程基础（2学时） 2.7 Visual C+ + 图像处理编程实例（2学时）
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（6）采样和量化的原则 当限定数字图像的大小时, 为了得到质量较好的图像，一
（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
思考题： ☆为什么电风扇转速太快时，人们会觉得电风扇在反转？ （采样定理）
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数字表示的图像。图像的数字化包括采样和量化两个过程。 （2）采样：是将在空间上连续的图像转换成离散的采样
点（即像素）集的操作。即：空间坐标的离散化。 （3）量化：把采样后所得的各像素的灰度值从模拟量到
离散量的转换称为图像灰度的量化。即：灰度的离散化。
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2 数字图像表示 （1）紧凑矩阵表示
2.3 数字图像类型 静 态 图 像 可 分 为 矢 量 (Vector) 图 和 位 图 （Bitmap）， 位图也称为栅格图像。
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1 矢量图 （1）矢量图的表示方法 是用一系列绘图指令来表示一幅图。这种方法的本质 是用数学(更准确地说是几何学)公式描述一幅图像。
（2） 矢量图的优点：
A、它的文件数据量很小；
B、图像质量与分辨率无关，这意味着无论将图像放 大或缩小了多少次，图像总是以显示设备允许的最大清晰 度显示。
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（3）矢量图的缺点： 不易制作色调丰富或色彩变化太多的图像，绘出来的
图像不是很逼真，同时也不易在不同的软件间交换文件。
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2 位图 是通过许多像素点表示一幅图像，每个像素具有颜 色属性和位置属性。 位图的优缺点：与矢量图正好相反。 位图又可以分成如下四种：二值图像（binary image)、 灰度图像(gray-scale image)、索引颜色图像(index color image)和真彩色图像（true color image）。
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总结： 空间分辨率越高，图像质量越好；空间分辨 率越低，图像质量越差，会出现棋盘模式。
（4）灰度分辨率（图像的量化）与图像质量的关系
256灰度级
16灰度级
8灰度级
4灰度级
问题：观察上面四幅图，总结灰度分第辨二章率-数与字图图像基像础 质量的关系。
总结： 灰度分辨率越高，图像质量越好；灰度分辨 率越低，图像质量越差，会出现虚假轮廓。
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3. 二值图像 只有黑白两种颜色。
1 0 0
I
0
0
1
1 1 0
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4. 灰度图像
在灰度图像中，像素灰度级一般用8 bit表示，所以每
个 像 素 都 是 介 于 黑 色 （ 0 ） 和 白 色 （ 255 ） 之 间 的 256
（28=256）种灰度中的一种。
用单位长度上采样的像素数目或单位长度上的线对数目表 示。
（2）灰度分辨率：图像灰度级中可分辨的最小变化。一 般用灰度级或比特数表示。
（3）空间分辨率（图像的采样）与图像质量的关系
265x180
133x90
66x45
33x22
问题：观察上面四幅图，总结空间分第辨二章率-数与字图图像基像础 质量的关系。
f(0,0) f(0,1) f(0,N1)
f(x,y)
f(1,0)
f(1,1)
f(1,N1)
f(M1,0) f(M1,1) f(M1,N1)
（2）传统矩阵表示形式
a0,0
A
a1,0
aM1,0
a0,1 a1,1
aM1,1
a0,N1
a1,N1
aM1,N1
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3 空间分辨率和灰度分辨率 （1）空间分辨率：图像空间中可分辨的最小细节。一般
（5）空间分辨率和灰度分辨率同时变化，对图像质量 的影响
问题：观察上面三幅图，空间分辨率和灰度分辨率同时变
化，对图像质量的影响。
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总结： A、图像质量一般随N和k的增加而增加。在极少数情况 下对固定的N，减小k能改进质量。最有可能的原因是减小k 常能可增加图像的视觉反差。 B、对具有大量细节的图像只需很少的灰度级数就可较好 地表示。 C、N×k为常数的图像主观看起来可以有较大的差异。
2.1 图像感知与获取
1 场景成像的三种主要传感器装置 （1）单元成像传感器，如光敏二极管等。
通过x-y方向二维扫描，形成二维图像。
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（2）线成像传感器，如线CCD、平板扫描仪等。 只需一维扫描，就能形成二维图像。
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（3）阵列成像传感器，如面CCD等。
不需要扫描，就能形成二维图像。
数字图像有多种存储格式，每种格式一般由不同的开 发商支持。因此，要进行图像处理，必须了解图像文件的 格式， 即图像文件的数据构成。
0 150 200 I 120 50 180
250 220 100
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5. 真彩色图像 每一个像素由红、绿和蓝三个字节组成， 每个字节为8 bit，表示0到255之间的不同的亮度值，这三个字节组合可 以产生1670万种不同的颜色。
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2 简单的图像形成模型（数学模型）
f (x, y) i(x, y)•r(x, y) 其中：
f (x, y)是图像幅度分布 i(x, y)是入射场分布，取照 决射 于源特性 r(x, y)是反射系数分,取 布决于成像物体的特性
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2.2 图像取样与量化
1 基本概念 （1）图像数字化：将模拟图像经过离散化之后，得到用