圖文處理原及圖像數(shù)字化工藝-資料下載頁
2025-06-17 05:41本頁面
【正文】 像的轉(zhuǎn)換過程稱為圖像數(shù)字化，其轉(zhuǎn)化過程如圖所示。 ? 經(jīng)過采樣后，圖像已被分解成在時間和空間上離散的像素，但這些像素值（濃淡值）仍是連續(xù)量。 量化 是指對采樣點的灰度值的離散化，即指把圖像中連續(xù)變化的灰度值變成離散值（整數(shù)值）的過程，也常稱為 取整量化 過程，如圖所示。 ? 經(jīng)過采樣，模擬圖像已在時間、空間上離散化為像素。但所得的像素值（即濃淡值或灰度值）仍是連續(xù)量。把取樣后所得的這些連續(xù)量表示的像素值離散化為整數(shù)值的過程叫量化 f ? 比如：連續(xù)濃淡（灰度）值用 Z來表示，則對于滿足Z(i)ZZ(i+1)的 Z值都量化為整數(shù)值 Z(i), Z(i)稱為像素的灰度值。 Z與 Z(i)的差稱為量化誤差 ? 數(shù)字圖像僅僅是真實場景的一個近似 采樣 量化 ? 一般的灰度圖，其灰度值被量化為 0～ 255之間的整數(shù)，代表了相應(yīng)的濃淡程度 ? 一幅數(shù)字化后的圖像其總數(shù)據(jù)量是：每行像素數(shù)（ N） ? 每列像素數(shù)（ M） 像素值占用位數(shù) (Bits) – 信息量大，以一張 512 512個像素的灰度圖像為例，以 25幀 /秒的速度播放 1小時，總數(shù)據(jù)量 22500M， 約22G， 而彩色圖像需要其 3倍以上 – 這樣大的數(shù)據(jù)量必須進行壓縮，視頻壓縮一直研究和開發(fā)的熱點，而其中包括了圖像層面的壓縮 ? （ 3）彩色圖像的量化 ? 采用單色圖像量化法對三原色分別量化。由于視覺對三原色的靈敏度各不相同，所以在量化過程中區(qū)別對象使用不同特性的壓擴變換方法，來取得更佳的量化效果。下圖是彩色圖像量化的原理方框圖。 彩色圖像輸入 量 化 器 彩色坐標(biāo)反變換 彩色坐標(biāo)變換 彩色圖像重建 量 化 重建 彩色圖像量化原理框圖 R G B X（ 1） X（ 2）X（ 3） X（ 1） X（ 2）X（ 3） R G B ? 彩色圖像輸入后被分解為 R、 C、 B三種原色；彩色坐標(biāo)處理使 R、 G、 B變成 x（ 1）、 x（ 2）、 x（ 3）三個分量；然后量化，三個分量被賦予二進制碼組；再經(jīng)彩色坐標(biāo)反變換，將 x（ 1）、 x（ 2）、 x（ 3）變回到彩色坐標(biāo)系；最后重新合成彩色圖像。 ? 彩色圖像量化編碼的總比特數(shù)等于 x（ 1）、 x（ 2）、x（ 3）三個分量量化編碼比特數(shù)之和，而不是簡單的單個分量比特數(shù)的 3倍，因各個分量量化時的層次不盡相同。 圖像采樣與圖像質(zhì)量 ? 圖像的采樣影響圖像的質(zhì)量 265x180 133x90 66x45 33x22 圖像量化與圖像質(zhì)量 ? 圖像的量化影響圖像的質(zhì)量 256灰度級 16灰度級 8灰度級 4灰度級 空間分辨率 ? 空間分辨率是由取樣過程決定的。 ? 簡單地，空間分辨率是指圖像的最小可辨別細(xì)節(jié)。 – 視覺專家經(jīng)常在像素級進行討論 – 圖形設(shè)計師討論點每英寸 （ dots per inch， DPI） 空間分辨率 (續(xù) …) 1024 * 1024 512 * 512 256 * 256 128 * 128 64 * 64 32 * 32 亮度級分辨率 ? 亮度級分辨率是指表示圖像時所用到的亮度級別。 – 亮度級別越多，最終的圖像細(xì)節(jié)越分明。 – 亮度級分辨率通常由存儲每個亮度級別時用到的比特數(shù)來給定 。 比特數(shù) 亮度級別數(shù) 舉例 1 2 0, 1 2 4 00, 01, 10, 11 4 16 0000, 0101, 1111 8 256 00110011, 01010101 16 65,536 1010101010101010 亮度級分辨率（續(xù) … ） 128 灰度級 64 灰度級 32 灰度級 16 灰度級 8 灰度級 4 灰度級 2 灰度級 256 灰度級 分辨率：需要多大？ ? 分辨率中一個經(jīng)常出現(xiàn)的問題是到底需要多大才足夠？ – 往往依賴于什么樣的圖像，以及圖像的用處 – 關(guān)鍵問題： ? 從美學(xué)上看，圖像是否美觀？ ? 你能看到圖像中你想要看到的細(xì)節(jié)嗎？ 分辨率：需要多大？ (續(xù) …) ? 右邊的圖片如果用來看一下汽車有幾輛分辨率已經(jīng)足夠，而如果要讀取牌照就不行了。
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