圖像處理理論-圖像數字化


一、數字圖像的表示:

數字圖像采用矩陣來表示,

 

數字圖像根據灰度級數的差異可分為:黑白圖像、灰度圖像和彩色圖像。

 

黑白圖像:

圖像的每個像素只能是黑或者白,沒有中間的過度,故稱為二值圖像,二值圖像的像素值為0或者1;

 

灰度圖像:

每個像素的信息由一個量化的灰度來描述的圖像,沒有彩色信息,字節(8位)可表示256級灰度【0,255】;

 

彩色圖像:

彩色圖像是指每個像素由R、G、B分量構成的圖像,其中R、G、B由不同的灰度級來描述。3字節(24位)可表示一個像素。

 

 

 

二、圖像數字化過程:

采樣:

采樣:將空間上連續的圖像變換成離散點的操作稱為采樣;

 

采樣間隔:采樣點之間的距離,如要數字圖像能與模擬圖像質量媲美,采樣間隔需要符合信號與系統中的采樣定理,

即需要再一定的時間間隔之下,能夠完全把原始信號回復的一個原則。

 

采樣孔徑:

 

 

 量化:

 量化:將像素灰度轉換為離散的整數值的過程。一副數字圖像中不同灰度值的個數稱為灰度級,用G表示。一般

數字圖像灰度級G為2的整數冪,即G=2^g,g為量化bit數。如果一副數字圖像的量化灰度級為G=256=2^8,灰度級范圍為0-255,常稱為8bit量化。

 

圖像數據量:

一副MxN、灰度級為G的蚃所需的存儲空間為MxNxg(bit)為圖像數據量。

 

三、采樣、量化參數與數字化圖像間的關系:

均勻采樣、量化:所謂“均勻”指的是采樣、量化為的關鍵個方式。數字圖像一般采用均勻采樣和均勻量化采樣。

非均勻采樣:根據圖像細節的豐富程度改變采樣間距,細節豐富的地方,采樣間距小,否則間距大。

非均勻量化:對圖像層次少的區域采樣間隔大的量化,而對圖像層次豐富的區域采用間隔小的量化。

 

采樣間隔越大,圖像像素就越少,空間分辨率低,質量差。采樣間隔越小,所得圖像像素越多,空間分辨率高,圖像質量好,但數據量大。

量化等級越多,所得圖像層次越豐富,灰度分辨率越高,質量越好,但數據量大;量化等級越少,圖像層次欠豐富,灰度分辨率低,質量變差,會出現假輪廓現象,但數據量小。

 

四、圖像數字化設備:

數字化器必須能將圖像划分為若干像素並分別給他們地址,能夠度量每一個像素的灰度並量化為整數,能夠將這些整數寫入存儲設備。

 

五、灰度直方圖:

灰度直方圖

 


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