宋懷波第2講：圖像處理基礎知識(編輯修改稿)
2025-02-14 17:17 本頁面
【文章內容簡介】 感器。 已在電腦、筆記本電腦、掌上電腦、視頻電話、掃描儀、數(shù)碼相機、攝影機、監(jiān)視器、車載電話、指紋認證等圖像輸入領域得到廣泛的應用。 CMOS型 CCD和普通 MOS型 CCD使用相同的感光元件，具有相同的靈敏度和光譜特性，但 光電轉換后的信息讀取方式不同。 CMOS光電傳感器經光電轉換后直接產生電流或電壓信號，信號讀取十分簡單。 Complement Metal Oxide Semiconductor 25 數(shù)字化原理 圖像數(shù)字化概述 數(shù)字化的 目的 是把真實的圖像轉變成計算機能夠接受的顯示和存儲格式，以便于計算機進行分析處理。 圖像的數(shù)字化過程分為 采樣、量化與編碼 三步。 ☆ 采樣的 實質 就是要用多少個點來描述一張圖像，采樣的結果即通常所說的圖像分辨率。如，一幅 640 480的圖像，表示這幅圖像由 307200個像素點組成。 采樣頻率是指一秒鐘內采樣的次數(shù)，它反映了采樣點之間的間隔大小。 采樣頻率越高，得到的圖像樣本就越細膩逼真，圖像的質量也越高，但要求的存儲量也越大。 26 ? ? ? ?? ?? ?? ?,,f x y f x yxyf x y Af x y模 擬 圖 像 的 數(shù) 學 模 型 是 一 個 二 元 函 數(shù) ，的 函 數(shù) 值 是 能 量 的 記 錄 ， 是 非 負 有 界 的 實 數(shù) ， 同 時 ，一 幅 實 際 圖 像 的 尺 寸 是 有 限 的 ， 一 般 定 義 在 某一 矩 形 域 中模 擬 圖 像 數(shù) 字 化 后 得 到 數(shù) 字 圖 像 。 數(shù) 字 圖 像 的 數(shù) 學模 型 仍 用 二 元 函 數(shù) 來 表 示 ， 但 此 時 的 坐 標 值和 函 數(shù) 值 是 離 散 的 ， 是 整 數(shù) 值 0 ≤ ≤1．數(shù)學模型 27 2．采樣和量化 ? 采樣： 空間上的離散化 ? 量化： 灰度上的離散化 ( 0 , 0 ) ( 0 , 1 )( , )( 1 , 0 ) ( 1 , 1 )nTf f nf x yf n f n n?????? ? ????抽 樣?連續(xù)信號（抽樣、量化） —— 數(shù)字信號 數(shù)字化原理 28 采樣點陣：正方形、正三角 ?圖像矩陣的特點： ? 有限值 ? 數(shù)字化抽樣： 正方形點陣、三角形點陣、正六角形點陣等 0 ( , )f x y? ? ? 數(shù)字化原理 29 3. 采樣定理 ? 一維采樣定理 ：惠特克－卡切尼柯夫－香農采樣定理 數(shù)字化原理 二維采樣定理 ：采樣頻率大于圖像信號最高頻率的 2倍 30 ?均勻量化 ?非均勻量化 a）基于視覺特性： 對亮度值急劇變化部分無需過細分層，進行粗量化 ,對亮度值平緩變化部分需過細分層，進行細量化 b）基于概率分布： 先計算所有可能的亮度值出現(xiàn)的概率分布，對概率分布大的進行細量化 ,對概率分布小的進行粗量化。 非均勻量化可以減少量化誤差，又能用較少的比特數(shù)實現(xiàn)量化
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