【正文】 nm， G： nm，B： nm。 如果把灰度值看成是二維空間變量和光譜變量的函數(shù) f(x, y, λ)， 即多光譜圖像 ， 也就是通常所說的彩色圖像 。 (請課后實(shí)驗(yàn)之 ) 第二章 數(shù)字圖像處理基礎(chǔ) 圖像文件格式 數(shù)字圖像有多種存儲(chǔ)格式 ， 每種格式一般由不同的開發(fā)商支持 。 一般掃描儀提供的方式是水平分辨率要比垂直分辨率高 。 通常以每英寸點(diǎn)數(shù) (ppi)來表示 。 例如 ， 250 dpi表示的就是該圖像每英寸含有 250個(gè)點(diǎn)或像素 。 第二章 數(shù)字圖像處理基礎(chǔ) 首先說明樣點(diǎn)和點(diǎn)的概念 。 “ 真彩色 ” 是RGB顏色的另一種流行的叫法 。 從技術(shù)上來說 ， 就是具有從黑到白的 256種灰度色域的單色圖像 。 位圖又可以分成如下四種： 線畫稿 (LineArt)、 灰度圖像 (GrayScale)、 索引顏色圖像 (Index Color)和真彩色圖像 （ True Color） 。 這種方法的本質(zhì)是用數(shù)學(xué) (更準(zhǔn)確地說是幾何學(xué) )公式描述一幅圖像 。 圖像的量化精度經(jīng)歷了早期的黑白二值圖像 、 灰度圖像及現(xiàn)在的彩色及真彩色圖像 。 (5) 輸出存儲(chǔ)裝置：將量化器產(chǎn)生的灰度值按適當(dāng)格式存儲(chǔ)起來 ， 以用于計(jì)算機(jī)后續(xù)處理 。 常見的數(shù)字化設(shè)備有數(shù)字相機(jī) 、 掃描儀 、 數(shù)字化儀等 。 如圖 24所示 ， 采樣點(diǎn)數(shù)越多 ， 圖像質(zhì)量越好； 當(dāng)采樣點(diǎn)數(shù)減少時(shí) ， 圖上的塊狀效應(yīng)就逐漸明顯 。 該方法也稱為均勻量化或線性量化 。 圖 23（ a） 說明了量化過程 。 對于運(yùn)動(dòng)圖像 （ 即時(shí)間域上的連續(xù)圖像 ） ， 需先在時(shí)間軸上采樣 ， 再沿垂直方向采樣 ， 最后沿水平方向采樣由這三個(gè)步驟完成 。 （ 3） 以上是用 g (i, j)的數(shù)值來表示 (i, j)位置點(diǎn)上灰度級值的大小 ， 即只反映了黑白灰度的關(guān)系 ， 如果是一幅彩色圖像 ， 各點(diǎn)的數(shù)值還應(yīng)當(dāng)反映色彩的變化 ， 可用 g (i, j, λ)表示 ， 其中 λ是波長 。 我們?nèi)粘Ｉ钪幸姷降膱D像一般是連續(xù)形式的模擬圖像 ， 所以數(shù)字圖像處理的一個(gè)先決條件就是將連續(xù)圖像離散化 ， 轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像 。 1990年，東芝公司發(fā)售 40萬像素的 MC200相機(jī)，這是公認(rèn)的第一款商品化數(shù)碼相機(jī)?？逻_(dá)相機(jī)一經(jīng)推出，立刻受到大眾的歡迎，很快，這種小方箱相機(jī)就成了美國生活的一部分。光線由鏡頭進(jìn)入，在箱內(nèi)經(jīng)過一塊鏡子的反射，在上面的磨砂玻璃上呈現(xiàn)左右顛倒的實(shí)像。第二章 數(shù)字圖像處理基礎(chǔ) 第二章 數(shù)字圖像處理基礎(chǔ) 圖像數(shù)字化技術(shù) 數(shù)字圖像類型 圖像文件格式 色度學(xué)基礎(chǔ)與顏色模型 第二章 數(shù)字圖像處理基礎(chǔ) 照相機(jī)的發(fā)展簡史 ? 一個(gè)不透光的盒子，這就是照相機(jī)。一個(gè)典型的暗箱非常像現(xiàn)代的單鏡頭反光照相機(jī)。第一卷是免費(fèi)加工的，為了得到第二卷膠片，使用者要寄給柯達(dá)公司 10美元，就可以收到裝好膠卷的相機(jī)，這錢還包括第二卷的加工費(fèi)。該相機(jī)使用了 10 mm 12 mm的 CCD薄片，分辨率僅為 570 490（ ）像素，首次將光信號改為電子信號傳輸。 由于數(shù)字計(jì)算技術(shù)的迅猛發(fā)展 ， 數(shù)字圖像處理技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用 。 如圖 21所示 。 而后再對一維掃描線信號按一定間隔采樣得到離散信號 ， 即先沿垂直方向采樣 ， 再沿水平方向采樣這兩個(gè)步驟完成采樣操作 。 把采樣后所得的各像素的灰度值從模擬量到離散量的轉(zhuǎn)換稱為圖像灰度的量化 。 對于像素灰度值在黑 —白范圍較均勻分布的圖像 ， 這種量化方法可以得到較小的量化誤差 。 假定圖像取 M N個(gè)樣點(diǎn) ， 每個(gè)像素量化后的灰度二進(jìn)制位數(shù)為 Q， 一般 Q總是取為 2的整數(shù)冪 ， 即 Q=2k, 則存儲(chǔ)一幅數(shù)字圖像所需的二進(jìn)制位數(shù) b為 QNMb ??? （ 22） 字節(jié)數(shù) B為 )(8 B y t eQNMB ???（ 23） 第二章 數(shù)字圖像處理基礎(chǔ) 對一幅圖像 ， 當(dāng)量化級數(shù) Q一定時(shí) ， 采樣點(diǎn)數(shù) M N對圖像質(zhì)量有著顯著的影響 。 第二章 數(shù)字圖像處理基礎(chǔ) 圖像數(shù)字化設(shè)備 將模擬圖像數(shù)字化成為數(shù)字圖像 ， 需要某種圖像數(shù)字化設(shè)備 。 典型的量化器是 A/D轉(zhuǎn)換電路 ， 它產(chǎn)生一個(gè)與輸入電壓或電流成比例的數(shù)值 。 能將圖像量化為多少級灰度也是非常重要的參數(shù) 。 矢量圖是用一系列繪圖指令來表示一幅圖 ， 如 AutoCAD中的繪圖語句 。 位圖可以從傳統(tǒng)的相片 、 幻燈片上制作出來或使用數(shù)字相機(jī)得到 ， 也可以利用 Windows的畫筆 (Painbrush)用顏色點(diǎn)填充網(wǎng)格單元來創(chuàng)建位圖 。 我們通常所說的黑白照片 ， 其實(shí)包含了黑白之間的所有灰度色調(diào) 。 第二章 數(shù)字圖像處理基礎(chǔ) 4. 真彩色圖像 真彩色圖像將像素的色彩能力推向了頂峰 。 像素 、 點(diǎn)和樣點(diǎn)是在計(jì)算機(jī)上對不同階段的圖像進(jìn)行度量的稱謂 ， 這幾個(gè)術(shù)語很容易混淆 ， 故特一一做介紹 。 第二章 數(shù)字圖像處理基礎(chǔ) 2. 分辨率 1） 圖像分辨率是指每英寸圖像含有多少個(gè)點(diǎn)或像素 ， 分辨率的單位為 dpi。 第二章 數(shù)字圖像處理基礎(chǔ) 2） 屏幕分辨率 顯示器上每單位長度顯示的像素或點(diǎn)的數(shù)量稱為屏幕分辨率 。 第二章 數(shù)字圖像處理基礎(chǔ) 4） 掃描儀分辨率 掃描儀分辨率的表示方法與打印機(jī)相類似 ， 一般也用 dpi表示 ， 不過這里的點(diǎn)是樣點(diǎn) ， 與打印機(jī)的輸出點(diǎn)是不同的 。 – 圖片 1： 640像素 *480像素 *72ppi（ *） – 圖片 2： 320像素 *240像素 *36ppi（ *） – 利用 photoshop軟件對比圖片 1和圖片 2。 第二章 數(shù)字圖像處理基礎(chǔ) 色度學(xué)基礎(chǔ)與顏色模型 色度學(xué)基礎(chǔ) 在前面學(xué)習(xí)灰度圖像時(shí) ， 圖像的像素值是光強(qiáng) ， 即二維空間變量的函數(shù) f(x, y)。 第二章 數(shù)字圖像處理基礎(chǔ) 圖 27 人類感光細(xì)胞的敏感曲線 40002 04 06 08 01 0 0波長 ?? / n m光吸收性%藍(lán)綠 紅450 500 550 600 650 700第二章 數(shù)字圖像處理基礎(chǔ) 根據(jù)人眼的結(jié)構(gòu) ， 所有顏色都可看作是三種基本顏色 ——R表示紅 （ Red） 、 G表示綠 （ Green)和 B表示藍(lán) （ Blue)按照不同的比例組合而成 。 基于這三個(gè)基本屬性 ， 提出了一種重要的顏色模型 HSI（ Hue、 Saturation、 Intensity） 。 每個(gè)點(diǎn)有三個(gè)分量 ， 分別代表該點(diǎn)顏色的紅 、 綠 、 藍(lán)亮度值 ， 亮度值限定在 ［ 0, 1］ 。 HSI模型中 ， H表示色調(diào)(Hue)， S表示飽和度 (Saturation)， I表示亮度 (Intensity， 對應(yīng)成像亮度和圖像灰度 )。 的為藍(lán)色 。 由色相環(huán)可以看出 ， 環(huán)的邊界上純的或飽和的顏色 ， 其飽和度值為 1。 最大飽和度的顏色位于圓柱上頂面的圓周上 。 ,只要令 Ｈ ＝ 360176。 當(dāng) I＝ 0時(shí) ， S也沒有意義 。 計(jì)算機(jī)屏幕顯示通常用 RGB表色系統(tǒng) ， 它是通過相加來產(chǎn)生其他顏色 ， 這種做法通常稱為加色合成法 (Additive Color Synthe