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1、Modern Image Analysis2.3 图像数字化2.3 图像数字化一、均匀采样1.概念：位置上离散化 f(x,y)=fs(m,n)，(m,n)为采样点，称为像素(pixel)。(,)(,)mns m nxmx yny (,)(,)(,)(,)(,)(,)ssmnf m nfx yf x y s x yf x yxmx yny 3.均匀采样2.二维（均匀）采样函数Modern Image AnalysisOYXx y 图2.3.1 采样函数s(x,y)的图示即采样图像的频谱是原图像频谱沿u、v方向以、为周期延拓而得。,sFu v ,F u v1x 1y 2.3 图像数字化2.3 图像
2、数字化图2.3.2 原图像和采样图像的频谱Modern Image Analysis1.概念幅度(灰度)等间隔离散化：(,)(,)fsf m nf m n maxmin()fffGINT 采样采样量化量化连续图像采样图像连续图像采样图像 fs(m,n)数字图像数字图像 f(x,y)f(m,n)2.3 图像数字化2.3 图像数字化二、均匀量化2.方法连续图像到数字图像的转化过程如下：2(1),kGkGGray Level实际中，取Modern Image Analysis（一）概念1.图像分辨率：区分细节的程度；2.影响因素：采样点数（M，N）和灰度级(数)G。（二）空间分辨率1.采样点数越多（
3、采样间隔越小），空间分辨率越高；2.G不变，(M,N)减少，图像像素粒子变粗。2.3 图像数字化2.3 图像数字化三、分辨率变化对图像影响Modern Image Analysis（a）256 256（b）128 128（c）64 64（d）32 32（e）16 16（f）8 8图2.3.5 不同采样点数对图像质量的影响空间分辨率变换对图像的影响（举例）空间分辨率变换对图像的影响（举例）Modern Image Analysis（三）幅度分辨率1.G越多，图像幅度分辨率越高；2.M、N不变,G减少,灰度渐变变成突变，出现虚假轮廓。（四）M、N及G的实际取值1.M=2m,N=2n,G=2k(m,
4、n,k 1)2.实际中：M=N=256，512，1024，G=32，64，128，256，3.人头像：M=N=128，256;K=6，72.3 图像数字化2.3 图像数字化Modern Image Analysis（a）K=256（b）K=128（c）K=32（d）K=16（e）K=4（f）K=2图2.3.6 不同灰度级对图像质量的影响幅度分辨率变换对图像的影响（举例）幅度分辨率变换对图像的影响（举例）Modern Image Analysis2.4 数字图像表示形式和特点2.4 数字图像表示形式和特点 数字图像的矩阵表示(,)(,)(,)(,)(,)(,)(,)(,)(,)(,)fffNff
5、fNf m nf Mf Mf MN 0 00 1011 01 1111 01 111Modern Image Analysis 数字图像的特点：1.信息量大一幅遥感图像 N=1024,G=28=256，则 容量=N2K=8 Mb 2.占用频带宽与语音信息相比，图像信息占用的带宽要大几个数量级。处理的难度大，成本高。这就对图像（频带）压缩提出了必须（很高）的要求。2.4 数字图像表示形式和特点2.4 数字图像表示形式和特点Modern Image Analysis3.像素间相关性大(1)同幅内相邻像素间具有相同（或相近）灰度的可能性；(2)运动图像的相邻帧对应像素间相关性更大。综上（1）和（2）说明，图像压缩的潜力（可能性）很大。4.视觉效果的主观性大图像是图和像的有机结合，在处理中考虑人的视觉特点。2.4 数字图像表示形式和特点2.4 数字图像表示形式和特点Modern Image Analysis从光学知识方面引入了三基色的概念，构造了两种彩色模型，将彩色图像用三个灰度图像表示出来。从人的视觉特性入手，介绍了视觉成像特性，时间及空间特性。给出了图像数字化方法，包括采样和量化。数字图像的表示方法及数字图像的四大特点。2.5 本 章 小 结2.5 本 章 小 结