数字图像处理第2章ppt课件.ppt

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1、第二章图像数字化图像数字化器图像数字化器的组成图像的采样和量化常用图像数字化设备图像的灰度直方图图像的文件格式胶片扫描一、图像数字化器图像数字化器的功能组件图像数字化器的性能图像数字化器的类型采样孔：使图像数字化器能不受图像其他部分的影响，而在整幅图像中扫描特定的独立像素单元；扫描器件：使采样孔以预先确定的方式在图像上移动，按照顺序依次扫描图像的每一个像素；光传感器：测量每一像素的亮度，将光亮度转化为电流或电压信号；量化器：将传感器输出的连续值转化为整数值；输出介质：将量化的灰度值以适当的格式存储。图像

2、数字化器的功能组件数字化器的性能分辨率：单位尺寸能够采样的像素数，由采样孔的大小和像素间距的大小决定；灰度级：量化为多少等级；图像大小：允许输入图像的大小；扫描速度：采样数据的传输速度；噪声：数字化器的噪声水平。线性度：线性度是指对光强进行数字化时，灰度正比于图像亮度的实际精确程度，图像数字化设备的线性度是一个重要的性能指标，非线性的数字化器会影响后续处理的有效性。图像数字化器的类型主要包括:数码相机胶片扫描仪二.图像数字化器的组成主要包括:人工光源光传感器扫描装置三、图像的采样和量化图像数字化：指将模

3、拟图像经过离散化之后，得到用数字表示的图像。模拟图像：照片、电视、录象、电影。数学表达式：二维分布函数，t表示时间变量。模拟图像数字图像离散化数字图像：用矩阵来描述的。第一步：空间采样将在空间上连续的图像转换成离散的采样点（即像素）集的操作。由于图像是二维分布的信息，所以采样是在x轴和y轴两个方向上进行。数字化过程图像采样采样处理：将xy平面分配到一个网格上。xy平面(a,b)与采样相关的概念(分辨率)分辨率传感器摄像的精确度。通常指要精确测量和再现一定尺寸的图像所必需的像素个数。单位：像素*像素分辨率

4、320x240分辨率160x120分辨率80x60图象尺寸：127*176分辨率：(a)127*176(b)63*88(c)31*44(d)15*22256×25664×6432×3216×16第二步：量化将各像素的明暗信息离散化，用数字表示像素点信息称为图像的量化。量化值一般用整数来表示。考虑人眼的识别能力，目前非特殊用途的图像均为8bit量化，即用0~255描述“黑~白”。图2-3量化示意图（a）量化；(b)量化为8bit图像的量化与数字图象的质量256灰度级64灰度级16灰度级128灰度级对于

5、彩色图像，是按照颜色成分——红（R）、绿（G）、蓝（B）分别采样和量化的。若各种颜色成分均按8bit量化，即每种颜色量级别是256，则可以处理256×256×256=16777216种颜色。四.常用图像数字化设备数字相机扫描仪数字摄像机数码相机的组成镜头CCD（电荷藕合器件）A/D（模/数转换器）MPU（微处理器）内置存储器LCD（液晶显示器）PC卡（可移动存储器）接口（计算机接口、电视机接口）数字相机前面板数字相机背面板数码相机的工作原理(1)镜头将光线会聚到感光器件CCD上；(2)CCD是半导体器件

6、，它代替了普通相机中胶卷的位置；(3)CCD的功能是光强信号转变为不同强度的电信号，得到拍摄景物的图像信息；(4)ADC将模拟信号到数字信号的转换；(5)MPU(微处理器)对数字信号进行压缩并转化为特定的图像格式，例如JPEG、BMP格式，并将图像文件被存储在内置存储器中；(6)LCD显示查看拍摄照片；部分数字相机还提供连接计算机和电视机的接口。扫描仪结构图1扫描仪结构图21．上盖：主要是将要扫描的原稿压紧，以防止扫描灯光线泄露。2．原稿台：主要是用来放置扫描原稿的地方，其四周设有标尺线以方便原稿放置，

7、并能及时确定原稿扫描尺寸。中间为透明玻璃，称为稿台玻璃。3．光学成像部分：它是扫描仪的核心部件，其精度直接影响扫描图像的还原逼真程度。它包括以下主要部件：灯管、反光镜、镜头以及电荷耦合器件(CCD)。扫描仪各部分的功能4．光电转换部分：是指扫描仪内部的主板，它是一块安置有各种电子元件的印刷电路板。它是扫描仪的控制系统，在扫描仪扫描过程中，它主要完成CCD信号的输入处理，以及对步进电机的控制，5．机械传动装置：主要包括步进电机、驱动皮带、滑动导轨和齿轮组。扫描仪各部分的功能典型数字摄像机五.胶片扫描胶片扫

8、描的概念常用胶片扫描设备胶片扫描仪的性能指标1.胶片扫描的概念胶片扫描在图像数字化过程中占有重要地位。胶片扫描是对来自胶片上的信息进行数字化的过程，使这些信息能由计算机读取、处理和应用。胶片是指投影仪、普通相机或胶片记录仪中使用的包括胶片、幻灯片、底片等在内的各种感光材料，它们能生成图像或影像。1)透射率和光密度左边物体的透射率为:左边物体的光密度:光密度和透射率示意图2)摄影过程胶片显影胶片对光的响应乳化剂的特性胶片分辨率照相复制2.常用