《图像的数字化和显示》由会员分享，可在线阅读，更多相关《图像的数字化和显示（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、图像数字化和显示物电学院 11（4）班 11223304 高倩雯摘要：数字图像处理(Digital Image Processing)是通过计算机对图像进行增强、去除噪声、分割、复原、提取特征等处理的技术和方法。计算机的发展，数学的发展（特别是离散数学理论的创立和完善） ，和广泛的农牧业、林业、环境、军事、工业和医学等方面的应用需求的增长，使数字图像处理的产生和迅速发展。关键词：数字图像；灰度值；采样点；矩阵1.引言图像数字化的过程是要在计算机中处理图像，必须先把真实的图像（画报、照片、图书等）通过数字化的方式转变为计算机能够接受的存储和显示格式，然后再利用计算机进行分析和处理。图像的数字化过
2、程主要分采样、量化与编码三个步骤。采样的实质就是要用多少个点来描述一幅图像，我们用图像分辨率来衡量采样结果质量的高低。在采样过程时，需要大小合适的采样点间隔，它决定了采样后的图像能否真实地反映原图像。一般，原图像中的色彩越丰富，画面越复杂，则采样间隔越小。量化是指要用来表示图像采样之后的每一个点使用的数值的范围。图像能够容纳的颜色总数体现了量化的结果，它反映了采样的质量。压缩编码数字化后得到数据量十分巨大的图像，从而必须采用编码技术来压缩它的信息量。在一定程度上讲，编码压缩技术是实现图像传输与储存的核心。2.数字图像介绍2.1 图像的数字化图像的数字化的对象有两种：一是模拟图像，即空间上连续或
3、不分割、信号值不分等级的图像。二是数字图像，即空间上被分割成离散像素，信号值分为有限个等级、用数码 0 和 1 表示的图像。图像数字化是指将模拟图像转换为数字图像，而图像数字化是进行数字图像处理的前提。图像数字化必须以图像的电子化作为基础，把模拟图像转变成电子信号，才可将其转换成数字图像信号。获取图像的方法和途径有许多种。很多带有图像的文件均使用模拟图像，如 35mm 的幻灯片、反射片或透射片。要获得数字图像必须要将图像中的像素转换成数字信息，以便在计算机上能进行加工和处理。将模拟图像转换成数字图像，通常可用扫描仪来完成。扫描仪测量从图片反射或发出的光，依次记录光点的数值并产生一个黑白或彩色的
4、数字拷贝。该图像被翻译成一些数字后存储在计算机的硬盘上或者其他的电子介质上，比如可移动式的硬盘，图形 CD或者记录磁带等。如果图像被转换成数字文件，它就能被电子化地从一台计算机传输到另一台计算机上。数字图像显示的方法也有很多种。利用不相同的技术可以在宽幅输出设备上产生数字图像，其中液体喷墨技术、静电技术、固体喷墨技术、热转换技术和照相技术是当今采用的几种主要的技术。使用特殊的油墨、介质或滚压成像的图像，都能够经受得住日光曝晒和气候条件变化带来的影响。与此同样，将数字图像应用于备种物品的表面可以用不干胶来完成。数字图像无处不在，公共汽车、飞机、陶瓷制品、建筑物、等任何可以装饰图案的表面上都能看到
5、数字图像的踪迹。当数字图像进入可视信息交流时，它改变了原有习惯。几年前，色彩、成本、幅面和印刷周期是大幅面图像需求者所面对的难题。现在数字技术已经成功地解决，使得大幅面图像的制作比以往更加方便和实用。2.2 图像的预处理在图像的传输、形成或变换的过程中，图像由于受各种因素的影响往往与原始景物之间产生差异。这种差异称为退化或降质。在对图像进行处理之前，必须对这些降质的图像进行改善图像的预处理。通常改善方法有两类：一类是不考虑图像退化的原因，只突出图像中感兴趣的特征，而将其其次要信息衰减；另一类是针对图像退化的原因，想法设法去补偿退化因素，从而使改善后的图像能尽可能的逼近原始图像。第一类方法能使图
6、像的可读性提高，改善后的图像不一定逼近原始图像，如袁减各种噪声，突出目标的轮廓，将黑白图像转换成彩色图像等：这类方法称为图像增强技术。第二类方法可以提高图像质量的逼真度，称为图像复原技术。在对图像进行预处理之前，需要了解图像整体或局部的分布情况。对图像的灰度分布进行分析的必要途径就是建立灰度直方图，我们利用图像灰度直方图，可以直观清晰地看出图像中的像素亮度分布，通过直方图的归一化、均衡化的处理等，可以对图像的质量进行调整和处理。另外，对直方图的分析，可以确定图像域值化处理的域值。灰度直方图代表灰度级的函数，表示图像中具有某种级的像素的个数，体现了图像中每种灰度出现的频率。图像的直方图具有以下重
7、要的性质:（1）直方图是一幅图像中各像素灰度值出现次数 (或频数)的统计结果，它只反映该图像中不同灰度值出现的次数(或频数)，而未反映某一灰度值像家所在位置。也就是说，它只包含了该图像中菜一灰度值的像素出现的概率，而丢失了其所在位置的信息。 （2） 任一幅图像，都能惟一地确定出一幅与它对应的宜方图，但不同的图像，可能有相同的直方图。也就是说，图像与直方图之间是多对一的映射关系。 （3） 由于直方图是对具有相同灰度值得像素统计得到的，因此，一幅图像各自去的直方图之和就该等于该图像全图的直方图。3. 图像数字化仿真试验代码一：%1、将图像反白clcclearclose allI=imread(ca
8、ke.jpg);figure(1)subplot(2,2,1);imshow(I);J=rgb2gray(I);subplot(2,2,2);imshow(J);Ave=mean2(J);SD=std2(double(J);s=size(J);all_white=255*ones(s(1),s(2);all_white_uint8=uint8(all_white);K=imsubtract(all_white_uint8,J);subplot(2,2,3);imshow(K);imwrite(K,cake.jpg);%2、读入图像I=imread(cake.jpg);%了解图像文件的基本信息I
9、NFO=imfinfo(cake.jpg);%求二维相关系数I=imread(cake.jpg);J=rgb2gray(I);G=imread(cake.jpg);K=rgb2gray(G);r11=corr2(J,J);%图像 J 的自相关系数r12=corr2(J,K);%图像 J 和 K 的互相关系数%确定像素颜色值I= imread(cake.jpg); c = 12 146 410; r = 104 156 129; pixels = impixel(I,c,r);%确定像素的平均值I = imread(cake.jpg); ave = mean2(I) ;%显示像素的信息figur
10、e(2)imshow cake.jpg pixval%计算像素的标准偏移I = imread(cake.jpg); val = std2(I);%3、改变图像大小B = imresize(I, 0.3,nearest) ;figure(3)imshow(B); imwrite(I,cake.jpg);%旋转图像I = imread(cake.jpg); J = imrotate(I,45,bilinear,crop); figure(4)imshow(J);imwrite(I,cake.jpg);原图：结果：代码二：clcclearclose allRGB = imread(winter.jp
11、g);I = rgb2gray(RGB); subplot(2,2,1)imshow(I)title(original image);D =dct2(I);subplot(2,2,2)imshow(D);subplot(2,2,3)imshow(log(abs(D),)colormap(jet(64),colorbar;title(DCT coefficients);D(abs(D)0.5) = 0;I1 = idct2(D)/255;subplot(2,2,4)imshow(I1);title(reconstructed image)原图：结果：original imageDCT coeff
12、icients-10010reconstructed image4.小结数字图像朝高速、高分辨率、多媒体、立体化、智能化和标准化方向发展。提高硬件速度，这不仅仅要提高计算机的速度，而且 A/ D 和 D/ A 的速度要实时化；提高分辨率,，主要是提高采集分辨率和显示分辨率，其主要困难是显像管的制造和图像图形刷新存取速度；立体化， 图像是二维信息，信息量更大的三维图像将随意计算图形学及虚拟现实技术的发展将得到广泛应用；（力争使计算机识别和理解能够按照人的认识和思维方式工作，能够考虑到主观概率和非逻辑思维。4.参考文献1阮秋琦 ，数字图像处理学， 北京:电子工业出版社, 2001。2潘建江.，数字图像分割及变形技术研究，浙江大学,2004 年。3楼竞，吴访升，刘栋梁，灰度直方图规定化实现方法的分析，江苏技术师范学院学报，20044 英昌盛，数字图像拼接技术研究，长春理工大学，2007
