知识简介
31数字图像基础知识
311数字图像的含义
所谓数字图像就是把传统图像的画面分割成如图31所示的被称为像素pictureeleme
t简称pixel。有时候也用pel这一简写词的小的离散点各像素的灰度值也是用离散值即整数值来表示的2。数字图像digitalimagi
e和传统的图像即模拟图像picture是有差别的。
图31数字图像
为了从一般的照片景物等模拟图像中得到数字图像需要对传统的模拟图像进行采样与量化两种操作二者统称为数字化。
1采样
采样sampli
g就是把在时间上和空间上连续的图像变成离散点采样点即像素的集合的一种操作。
图像基本上是在二维平面上连续分布的信息形式要把它输入到计算机中首先要把二维信号变成一维信号因此要进行扫描sca
i
g。最常用的扫描方法是在二维平面上按一定间隔顺序地从上方顺序地沿水平方向的直线扫描线扫描从而取出浓淡值灰度值的线扫描Laster扫描。对于由此得到的一维信号通过求出每一特定间隔的值可以得到离散的信号。对于运动图像除进行水平垂直两个方向的扫描以外还有进行时间轴上的扫描。
通过采样如设横向的像素数为M纵向的像素数为N则画面的大小可以表示为“MN”个像素。
2量化
经过采样图像被分解成在时间上和空间上离散分布的像素但是像素的值灰度值还是连续值。像素的值是指白色灰色黑色的浓淡值有时候也指光的强度亮度值或灰度值3。把这些连续的浓淡值或灰度值变为离散的值整数值的操作就是量化。
如果把这些连续变化的值灰度值量化为8bit则灰度值被分成0255的256个级
f别分别对应于各个灰度值的浓淡程度叫做灰度等级或灰度标度。
在0255的值对应于白黑的时候有以0为白255为黑的方法也有以0为黑255为白的方法这取决于图像的输入方法以及用什么样的观点对图像进行处理等这是在编程时应特别注意的问题。但在只有黑白二值的二值图像的情形一般设0为白1为黑。
对连续的灰度值赋予量化级的即灰度值方法有均匀量化u
iformqua
tizatio
线性量化li
erqua
tizatio
对数量化MAX量化锥形量化taperedqua
tizatio
等。
3采样、量化和图像细节的关系
上面的数字化过程需要确定数值N和灰度级的级数K。在数字图像处理中一般都取成2的整数幂即
N2
31
K2m32一幅数字图像在计算机中所占的二进制存储位数b为
blog2mNMNNmbit33例如灰度级为256级m8的512×512的一幅数字图像需要大约210万个存储位。随着N和m的增加计算机所需要的存储量也随之迅速增加。
由于数字图像是连续图像的近似从图像数字化的过程可以看到。这种近r