【正文】 （ 1） 由于 g (i, j)代表該點(diǎn)圖像的光強(qiáng)度，而光是能量的一種形式，故 g (i, j)必須大于零，且為有限值，即： 0＜ g (i, j)＜ ∞。 圖像的數(shù)字化包括采樣和量化兩個(gè)過程 。 ? 1998年 8月，中國推出了第一款數(shù)碼相機(jī) ——海鷗 DC33，有效像素 30萬，具有 640 480的分辨率和 24位色的色彩還原能力。同年柯達(dá)公司展出了第一臺(tái)便攜式專業(yè)數(shù)碼相機(jī) DCS，并于次年上市，被命名為 DCS100。 第二章 數(shù)字圖像處理基礎(chǔ) 數(shù)碼相機(jī)的發(fā)展史 ? 自從 1969年 10月 17日，美國貝爾研究所的鮑爾和史密斯宣布發(fā)明“ CCD”（電荷耦合元件）以來，這種感光元件在經(jīng)過進(jìn)一步完善之后，終于在今天得到了廣泛應(yīng)用。 第二章 數(shù)字圖像處理基礎(chǔ) ? 1906年美國人喬治 柯達(dá)公司以 25美元的價(jià)格出售裝好膠卷的相機(jī)。畫家就是把一張很薄的紙鋪在磨砂屏上，描下圖形，以求達(dá)到最真實(shí)的透視效果。到了宋代，在沈括所著的 《 夢(mèng)溪筆談 》（ 1031至 1095年）一書中，還詳細(xì)敘述了“小孔成像匣”的原理。照相機(jī)是用感光膠片反景物拍攝下來的攝影器材。它的發(fā)明經(jīng)歷了漫長的歲月。 第二章 數(shù)字圖像處理基礎(chǔ) ? 在十七、十八世紀(jì)的歐洲，許多畫家用暗箱柜來幫助他們繪制風(fēng)光、建筑甚至肖像。 第二章 數(shù)字圖像處理基礎(chǔ) ? 1839年 8月 19 日法國畫家達(dá)蓋爾公布了他發(fā)明的“達(dá)蓋爾銀版攝影術(shù)”，于是世界上誕生了第一臺(tái)可攜式木箱照相機(jī)。使用者拍完 100張膠片，把相機(jī)寄回柯達(dá)公司，在那里膠卷被取出來并加工為照片。希拉斯首次使用了閃光燈。 ? 1973年 11月，索尼公司正式開始了“電子眼” CCD的研究工作，在不斷技術(shù)積累的基礎(chǔ)上它于 1981年推出了全球第一臺(tái)不用感光膠片的電子相機(jī) ——靜態(tài)視頻“馬維卡（ MABIKA）”。這臺(tái)當(dāng)時(shí)最高級(jí)的相機(jī)，售價(jià)相當(dāng)于今天的 。 第二章 數(shù)字圖像處理基礎(chǔ) 圖像數(shù)字化技術(shù) 圖像處理的方法有模擬式和數(shù)字式兩種 。 設(shè)連續(xù)圖像 f(x, y) 經(jīng)數(shù)字化后 ， 可以用一個(gè)離散量組成的矩陣 g (i, j)（ 即二維數(shù)組 ） 來表示 。 第二章 數(shù)字圖像處理基礎(chǔ) （ 2） 數(shù)字化采樣一般是按正方形點(diǎn)陣取樣的 ， 除此之外還有三角形點(diǎn)陣 、 正六角形點(diǎn)陣取樣 。 第二章 數(shù)字圖像處理基礎(chǔ) 圖 21 采樣網(wǎng)格 (a) 正方形網(wǎng)格 。 具體做法是 ， 先沿垂直方向按一定間隔從上到下順序地沿水平方向直線掃描 ， 取出各水平線上灰度值的一維掃描 。 在進(jìn)行采樣時(shí) ， 采樣點(diǎn)間隔 的選取是一個(gè)非常重要的問題 ， 它決定了采樣后圖像的質(zhì)量 ， 即忠實(shí)于原圖像的程度 。 但采樣所得的像素值 （ 即灰度值 ） 仍是連續(xù)量 。 qi稱為像素的灰度值 ， z與 qi的差稱為量化誤差 。 等間隔量化就是簡單地把采樣值的灰度范圍等間隔地分割并進(jìn)行量化 。 非均勻量化是依據(jù)一幅圖像具體的灰度值分布的概率密度函數(shù) ， 按總的量化誤差最小的原則來進(jìn)行量化 。 第二章 數(shù)字圖像處理基礎(chǔ) 采樣與量化參數(shù)的選擇 一幅圖像在采樣時(shí) ， 行 、 列的采樣點(diǎn)與量化時(shí)每個(gè)像素量化的級(jí)數(shù) ， 既影響數(shù)字圖像的質(zhì)量 ， 也影響到該數(shù)字圖像數(shù)據(jù)量的大小 。 如圖 25所示 ， 量化級(jí)數(shù)越多 ， 圖像質(zhì)量越好 ， 當(dāng)量化級(jí)數(shù)越少時(shí) ， 圖像質(zhì)量越差 ， 量化級(jí)數(shù)最小的極端情況就是二值圖像 ， 圖像出現(xiàn)假輪廓 。 若各種顏色成分均按 8 bit量化 ， 即每種顏色量級(jí)別是 256， 則可以處理 256 256 256=16 777 216種顏色 。即把圖像劃分為若干圖像元素 (像素 )并給出它們的地址 （ 采樣 ） ； 度量每一像素的灰度 ， 并把連續(xù)的度量結(jié)果量化為整數(shù) （ 量化 ） ；最后將這些整數(shù)結(jié)果寫入存儲(chǔ)設(shè)備 。 (4) 量化器：將傳感器輸出的連續(xù)量轉(zhuǎn)化為整數(shù)值 。 1) 像素大小 采樣孔的大小和相鄰像素的間距是兩個(gè)重要的性能指標(biāo) 。 非線性的數(shù)字化設(shè)備會(huì)影響后續(xù)過程的有效性 。 第二章 數(shù)字圖像處理基礎(chǔ) 4) 噪聲 數(shù)字化設(shè)備的噪聲水平也是一個(gè)重要的性能參數(shù) 。 靜態(tài)圖像可分為矢量 (Vector)圖和位圖 （ Bitmap） ， 位圖也稱為柵格圖像 。 對(duì)象是一個(gè)封閉的整體 ， 所以定義圖像上對(duì)象的變化和對(duì)象與其他對(duì)象的關(guān)系對(duì)計(jì)算機(jī)來說是簡單的 ， 所有這些變化都不會(huì)影響到圖像中的其他對(duì)象 。 在 Corel Draw和 Adobe Illustrator中生成的圖像均為矢量圖 第二章 數(shù)字圖像處理基礎(chǔ) 位圖是通過許多像素點(diǎn)表示一幅圖像 ， 每個(gè)像素具有顏色屬性和位置屬性 。 用掃描儀掃描圖像 ，當(dāng)設(shè)置成 LineArt格式時(shí) ， 掃描儀以一位顏色模式來看待圖像 。 灰度圖像只有灰度顏色而沒有彩色 。大多數(shù)掃描儀都是以 24位模式對(duì)圖像進(jìn)行采樣 ， 用這種方式獲得的顏色通常稱為 RGB顏色 。 一幅索引顏色圖像在圖像文件里定義 ， 當(dāng)打開該文件時(shí) ， 構(gòu)成該圖像具體顏色的索引值就被讀入程序里 ， 然后根據(jù)索引值找到最終的顏色 。RGB圖像的顏色是非映射的 ， 它可以從系統(tǒng)的 “ 顏色表 ” 里自由獲取所需的顏色 ， 這種圖像文件里的顏色直接與 PC機(jī)上的顯示顏色相對(duì)應(yīng) 。 在計(jì)算機(jī)圖像處理中 ， 還常用到點(diǎn)和樣點(diǎn)這些術(shù)語 。 掃描儀將源圖像看成由大量的網(wǎng)格組成 ，然后 在每一個(gè)網(wǎng)格里取出一點(diǎn) ， 用該點(diǎn)的顏色值來代表這一網(wǎng)格里所有點(diǎn)的顏色值 ， 這些被選中的點(diǎn)就是樣點(diǎn) 。 如果獲取圖像時(shí)的分辨率較低 （ 如 50 dpi） ， 則顯示該圖像時(shí) ， 每英寸所顯示的像素個(gè)數(shù)也很少 ， 這樣就會(huì)使像素變得較大 。分辨率越高 ， 圖像細(xì)節(jié)越清晰 ， 但產(chǎn)生的文件尺寸大 ， 同時(shí)處理的時(shí)間也就越長 ， 對(duì)設(shè)備的要求也就越高 。 所以 ， 調(diào)整圖像的大小和分辨率即可改變圖像文件的大小 。 屏幕分辨率由計(jì)算機(jī)的顯示卡決定 ， 標(biāo)準(zhǔn)的 VGA顯示卡的分辨率是 640 480， 即水平方向 640點(diǎn) （ 像素 ） ， 垂直方向 480點(diǎn) （ 像素 ） 。 打印機(jī)的分辨率可達(dá) 300 dpi， 甚至 720 dpi（ 需用特殊紙張 ） ；而較老機(jī)型的激光打印機(jī)分辨率通常在300～ 360 dpi之間 ， 由于超微細(xì)碳粉技術(shù)的成熟 ， 新的激光打印機(jī)的分辨率可達(dá) 600～ 1200 dpi， 作為專業(yè)排版輸出已經(jīng)綽綽有余了 。 光學(xué)分辨率是指掃描儀硬件所真正掃描到的圖像分辨率 ， 目前市場上的產(chǎn)品 ，其光學(xué)分辨率可達(dá) 800～ 1200 dpi以上 。 – 若圖像分辨率比顯示分辨率低，則顯示出的圖像比實(shí)際圖像小 。 因此 ， 要進(jìn)行圖像處理 ， 必須了解圖像文件的格式 ， 即圖像文件的數(shù)據(jù)構(gòu)成 。 下面介紹幾種常見的圖像文件格式 。 要理解顏色模型 ， 首先應(yīng)了解人的視覺系統(tǒng) 。 由于這個(gè)原因 ， 這三種顏色被稱為三基色 ， 圖 27表示了人類視覺系統(tǒng)三類錐狀細(xì)胞的光譜敏感曲線 。 第二章 數(shù)字圖像處理基礎(chǔ) 2． 顏色的三個(gè)屬性 顏色是外界光刺激作用于人的視覺器官而產(chǎn)生的主觀感覺 。 顏色有三個(gè)基本屬性 ， 分別是色調(diào) 、 飽和度和亮度 。 目前常用的顏色模型按用途可分為兩類 ， 一類面向諸如視頻監(jiān)視器 、 彩色攝像機(jī)或打印機(jī)