数字图像处理技术图像数字化和直方图.ppt

三、灰度直方图 ２ . 边界阈值选取 假设某图像的灰度直方图具有 二峰 性 ，则表明这个图像的较亮的区域和较暗 的区域，可以较好地分离，取这一点为阈 值点，可以得到好的 ２值处理 的效果。 采样间隔效果示意图 返回 均匀量化效果示意图 返回 第一章 图像数字化和数学描述 主要内容： ? 数字图像的概念与描述 ? 图像的数字化 ? 数字图像的灰度直方图 一、数字图像的概念与描述 ? 连续图像： 空间坐标位置和景物 明暗程度均连续变化的图像 ? 数字图像： 空间坐标位置和景物 明暗程度均离散数字量表示的图 像 一、数字图像的概念与描述 ? 所谓的数字图像的描述是指如何用一 个数值方式来表示一个图像。 ? 数字图像 是图像的数字表示，像素是 其最小的单位。 一、数字图像的概念与描述 ? 因为矩阵是二维的，所以可以用矩阵 来描述数字图像。 ? 描述数字图像的矩阵目前采用的是 整 数阵 ，即每个像素的亮暗，用一个整 数来表示。 ? 矩阵是按照行列的顺序来定位数据的，但是 图像是在平面上定位数据的，所以有一个坐 标系定义上的特殊性。 ? 为了编程方便起见，这里以 矩阵 坐标系来定 义 图像的坐标 。 行（ i ） 列（ j ） 矩阵 A( i , j ) 矩阵坐标系 X 轴（ i ） Y 轴（ j ） 图像 f( i , j ) 直角坐标系 一、数字图像的概念与描述 一、数字图像的概念与描述 1. 黑白图像 是指图像的每个像素只能是黑或者 白，没有中间的过渡，故又称为２值图 像。 2 值图像的像素值为 0 、 1 。 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 0 1 1 1 0 0 0 0 1 I 一、数字图像的概念与描述 2 ．灰度图像 灰度图像是指每个像素的信息由 一个量化的灰度级来描述的图像，没 有彩色信息。 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 100 220 250 180 50 120 200 150 0 I 灰度图像描述示例 一、数字图像的概念与描述 3 ．彩色图像 彩色图像是指每个像素的信息由 RGB 三原色构成的图像，其中 RGB 是 由不同的灰度级来描述的。 三基色原理 ? 大自然中的颜色都可以通过红、绿、蓝三色按照 不同的比例合成产生，同样绝大多数单色光也可 以分解成红绿蓝三种色光。即三基色原理。 ? 三种基色是相互独立的，红绿蓝三基色按照不同 的比例相加合成混色称为相加混色： 红色 + 绿色 = 黄色 绿色 + 蓝色 = 青色 红色 + 蓝色 = 品红 红色 + 绿色 + 蓝色 = 白色 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 0 0 255 80 0 255 240 240 255 R ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 0 255 0 160 255 255 80 160 0 G ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 255 255 255 240 0 0 160 80 0 B 彩色图像描述 二、图像的数字化 所谓的图像数字化是指将模拟图像 经过离散化之后，得到用数字表示的图 像。数字化包括采样和量化 ? 采样：连续图像空间坐标的离散化 ? 量化：连续图像幅值的离散化 二、图像的数字化 1 ．采样 是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。 采样时的注意点是： 采样间隔 的选取。 采样间隔太小，则增大数据量；太大， 则 会发生信息的混叠，导致细节无法辨认。 采样定理 ? 采样需满足采样定理 ? 采样定理的意义：采样定理指出了 要使采样信号能不失真地描述原信 号，其采样频率必须大于或等于信 号所含有最高截止频率的 2 倍 采样指标分辨率 ? 分辨率 是指映射到图像平面上的单个像 素的景物元素的尺寸。 ? 单位：像素 / 英寸，像素 / 厘米 （如：扫描仪的指标 300dpi ） ? 分辨率 或者是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 （如：数码相机指标 30 万像素（ 640*480 ）） 二、图像的数字化 2 ．采样技术 采样可分为均匀采样和非均匀采 样。 均匀采样 是简单地在图像坐标范 围内等间隔采样。 非均匀采样 是对图 像灰度变化剧烈的区域采用密集的采 样，而对灰度变化平缓的区域采用稀 疏的采样。 二、图像的数字化 3 ．量化 是将各个像素所含的明暗信息离散化后， 用数字来表示称为图像的量化，一般的量化 值用整数来表示。 充分考虑到人眼的识别能力，目前非特殊 用途的图像均为 8bit 量化，即用 0~255 描述 “黑 ~ 白”。 在 3bit 以下的量化，会出现 伪轮廓现象 。 二、图像的数字化 4 ．量化技术 量化可分为均匀量化和非均匀量