2数字图像基础

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2.4.3 直方图的应用 ①用于判断图像量化是否恰当
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2.4.3 直方图的应用
②用于确定图像二值化的阈值
0 g ( x, y ) 1
f ( x, y ) T f ( x, y ) T
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具有二峰性的灰度图象
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③可利用直方图统计图像中物体的面积。
A= n
第二章 数字图像处理的基本概念
重点：图像数字化、灰度直方图、颜色类型
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2.3 图像数字化
图像数字化是将一幅画面转化成数字图像的过程。 （计算机能处理的形式）
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数字化包括采样和量化两个过程
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2.3.1采样
将空间上连续的图像变换成离散点的操作称为采样。
不同形状的采样孔径
采样方式:有缝、无缝和重迭
4
14
10
2 13 4 12 11 6 8
9
7 8 10 11 8 15 9
8
5 4 2 6 8 9 0
4
14 4 3 3 7 3 13
1
3 4 15 6 7 6 4
2
2 2 3 1 11 7 10
7
6 15 3 2 4 7 9
8
9 8 7 6 5 2 0
等级多时，呈现连续包络曲线
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灰度图像的直方图
2）多幅图像 →单幅图像, 如图2.5.1(b)。
3）单（或多）幅图像→ 数字或符号等，如图2.5.1(c)。
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2.5.2图像处理的几种具体算法
1、局部处理 输出像素JP(i,j)值由输入图像像素（i,j)及其邻域 N(IP(i,j))中的像素值确定。这种处理称为局部处理。
局部处理的计算表达式为
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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
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清晰度由图像边缘灰度变化的速度来描述。
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2.4 图像灰度直方图
灰度直方图反映的是一幅图像中各灰度级像素出现的 频率。以灰度级为横坐标，纵坐标为灰度级的频率。它是 图像的一个重要特征，反映了图像灰度分布的情况。 频率的计算式为
v
i T
i
④计算图像信息量H（熵）
H Pi log2 Pi
i 0 L1
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补充内容：图像的颜色类型
（和第一次实验相关）
数字图像的像素颜色（ColorType）有三种类型： 1、灰度图像
2、真彩色图像
3、索引图像
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2.5图像处理算法的形式
2.5.1图像处理基本功能的形式
按图像处理的输出形式，图像处理的基本功能可分 为三种形式。 1）单幅图像 → 单幅图像 ,如图2.5.1(a)。
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真彩色图像 真彩色图像是指每个像素由R、G、B分量构成的图像。
255 240 240 R 255 0 80 0 255 0
0 160 80 G 255 255 160 0 255 0
80 160 0 B 0 0 240 255 255 255
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彩色图像的分波段直方图
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2.4.2 直方图的性质
①灰度直方图只能反映图像的灰度分布情况，而不能反 映图像像素的位置，即丢失了像素的位置信息。 ②一幅图像对应唯一的灰度直方图，反之不成立。不同 的图像可对应相同的直方图。图 2.4.2 给出了一个不同 的图像具有相同直方图的例子。 ③一幅图像分成多个区域，多个区域的直方图之和即为 原图像的直方图。
2.3.2量化
将像素灰度转换成离散的整数值的过程叫量化。 表示像素明暗程度的整数称为像素的灰度级（或灰度）， 用G表示。 数字图像根据灰度级数的差异可分为：黑白图像、灰度图像。
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黑白图像
图像的每个像素只能是黑或白，没有中间的过渡， 故又称为二值图像。二值图像的像素值为0或1。
例如
1 0 0 I 0 0 1 1 1 0
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灰度图像 灰度图像是指灰度级数大于2的图像。
0 150 200 I 120 50 180 250 220 100
灰度级数就代表一幅数字图像的层次。图像数据 的实际层次越多视觉效果就越好。
g 灰度级 G 2 ，g就是表示存储图像像素灰度值所需的比特位数。
图像的数据量 = M×N×g （bit）
JP(i, j ) N ( N ( IP(i, j )))
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2、点处理
当输出值JP(i,j)仅与IP(i,j)有关，则称为点处理。
点处理的计算表达式为：
JP(i, j) p (IP(i, j))
(2.5 2)
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3.迭代处理 反复对图像进行某种运算直至满足给定的条件，从 而得到输出图像的处理形式称为迭代处理。如2.5.7图像 的细化处理过程。
习题： （1）对于一个6位的灰度图像，它的灰度范围是多少？
（2）存储一幅32*32，16个灰度级的图像需要多少位？
（3）存储一幅128*128，64个灰度级的图像需要多少位？
（4）假设每次先传输一个起始比特，再传输八个比特信息，最后传输
一个终止比特，计算以下两种情况时传输图像所需的时间： （a）以9600波特率传输一幅256*256，256灰度级的图像；
（b）以38400波特率传输一幅1024*1024，16777216色的真彩色图像。
注：波特率是指每秒钟传送的位数（bit数）。
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图像的质量
采样间隔越大，所得图像像素数越少，空间分辨率低， 质量差，严重时出现像素呈块状的国际棋盘效应； 10
量化等级越少，图像层次欠丰富，灰度分辨率低， 图像质量变差，会出现假轮廓现象，但数据量小。
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