第2讲 数字图像处理系统ppt课件.ppt

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1、数字图像处理系统数字图像类型图像文件格式第二讲数字图像处理系统数字化一、数字图像处理系统概述硬件、软件采集显示存储通信主机图像处理软件2.图像输入卡(采集卡)安装于计算机主板扩展槽中,主要包括:图像存储器单元显示查找表(LUT)单元CCD摄像头接口(A/D)监视器接口(D/A)PC机总线接口过程:采集图像数据A/D存储单元D/A监视器(一个或三个通道)*高档卡还包括卷积滤波、FFT(快速傅立叶变换)等图像处理专用的快速部件。图像采集模块光敏感器件CCD(ChargeCoupledDevice)模/数转换装置常见设备:电视摄像

2、机扫描仪数码相机多光谱像机红外摄像仪合成孔径雷达(SAR)等GPB-K硬件结构方框图3.图像显示模块(显卡+显示器)显卡:记忆和保存图像的地方PC机多采用800×600或1024×768个像素点。通常在图像处理装置中,灰度值红(R)、绿(G)、蓝(B)各占8位(bit),共计24位,可以表示1670万种颜色—真彩色显示卡。硬盘、软盘、U盘、活动硬盘、光盘、磁带等;在海量图像存储备份系统中,磁盘阵列、磁带库、光盘塔等存储设备;网络存储系统:SANNAS4.图像存储模块5.图像通信模块图像通信就是把图像传送到远方终端。6.主机以

3、微机、工作站、图像卡、外设采用大型机7.图像处理软件由系统管理、图像数据管理和图像处理模块三部分组成常用:VC++6.0MATLAB等数字图像处理的先决条件之一:将连续图像离散化,转换为数字图像。图像的数字化包括:采样、量化二、图像数字化表示1.采样采样:图像在空间上的离散化静态:先沿垂直方向采样,再沿水平方向采样;运动:先在时间轴上采样,再沿垂直方向采样,最后沿水平方向采样。图像大小:若每行(即横向)像素为M个,每列(即纵向)像素为N个,则图像大小为M×N个像素。采样间隔:间隔大小的选取依据原图像中包含的细微浓

4、淡变化来决定。它决定了采样后图像的质量,即忠实于原图像的程度。(采样定理)*模拟图像经过采样后,在时间和空间上离散化为像素。但采样所得的像素值(即灰度值)仍是连续量。2.量化采样后所得各像素的灰度值从模拟量到离散量的转换Qi像素的灰度值,z与qi的差称为量化误差,灰度级:8bits(0-255)等间隔量化非等间隔量化色度学连续图像A-B取样A-B取样量化投影到一阵列取样和量化3.采样、量化参数与数字图像间的关系对一幅图像,当量化级一定时,采样点数越多,图像质量越好;当采样点数减少时,图上的块状效应就逐渐明显。当图像的采样点数

5、一定时,量化级数越多,图像质量越好,二进制位数字节数不同采样点数对图像质量的影响(a)原始图像(256×256);(b)采样图像1(128×128);(c)采样图像2(64×64);(d)采样图像3(32×32);(e)采样图像4(16×16);(f)采样图像5(8×8)1024x1024512x512->1024x1024128x12864x6432x32256x256->1024x1024不同量化级别对图像质量的影响(a)原始图像(256色);(b)量化图像1(64色);(c)量化图像2(32色);(d)量化图像3(

6、16色);(e)量化图像4(4色);(f)量化图像5(2色)当限定数字图像的大小时,为了得到质量较好的图像可采用如下原则:(1)对缓变的图像,应该细量化,粗采样,以避免假轮廓。(2)对细节丰富的图像,应细采样,粗量化,以避免模糊(混叠)。对于彩色图像,按照颜色成分——红(R)、绿(G)、蓝(B)分别采样和量化。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。4.图像表示灰度分辨率:灰度2k灰度级,k比特空间分辨率:矩阵M×N。像素字节数B为:5.图像数

7、字化设备(功能:采样和量化)1)组成(1)采样孔(Samplingaperture):使数字化设备能够单独地观测特定的图像元素而不受图像其他部分的影响。(2)图像扫描机构:使采样孔按照预先确定的方式在图像上移动,从而按顺序观测每一个像素。(3)光传感器:通过采样检测图像的每一像素的亮度,通常采用CCD阵列。(4)量化器:将传感器输出的连续量转化为整数值。如A/D转换电路(5)输出存储装置:将量化器产生的灰度值按适当格式存储起来。扫描仪数码照相机数码摄像机红外热像仪摄像头+图像采集卡2)常见图像数字化设备:扫描仪:平台式、

8、手持式、滚筒式三类光源、聚光、反射或透射光、倍增管放大后、图像信号、分辨率高(12000dpi),颜色深度为36bit要求不高的应用环境,携带方便,价格便宜。易产生失真,分辨率低,多为几十至几百dpi滚筒式扫描仪常用于大幅面图像输入,如大型工程图、CAD图等。它通过滚筒带动图像旋转和扫描头

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