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1、,烧一根不均匀的绳，从头烧到尾总共需要1个小时。现在有若干条材质相同的绳子，问如何用烧绳的方法来计时一个小时十五分钟呢?,第二节 图像的基本概念,第二节 图像的基本概念,图像的数字化 数字图像的数值描述 数字图像的存储位图文件 数字图像的灰度直方图,图像的数字化,目的：便于计算机处理。 离散化：空间采样： 512X512 象素 Pixel分辨率 Resolution幅值量化：256级, 28级, 8bit,灰度级 Grey level,连续图象,数字图象,离散化,连续图象照片、电视、录象、电影。数学表达式：是一个二维分布函数，t是时间变量。,所谓的图像数字化，是指将模拟图像经过离散化之后，得到
2、用数字表示的图像。 图像的数字化包括了空间离散化（即采样）和明暗表示数据的离散化（即量化）。,点击图片 播放视频,曹冲秤象与离散化,图像的数字化 采样概念,采样 是指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轴两个方向上进行的。 一般情况下， x轴方向与y轴方向的采样间隔相同。,图像的数字化 采样间隔,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。 二维采样定理（Nyguist 准则） 1/x,1/y2倍的图象函数上限频带。,连续图像（视频图像）,首先在时间轴上采样，
3、其次沿垂直方向采样，最后沿水平方向采样。,慢拍快放,图像的数字化 采样指标分辨率,分辨率 是指映射到图像平面上的单位长度上的像素个数。 单位：像素/英寸，像素/厘米（如：扫描仪的指标 300dpi dots per inch）,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）,分辨率不同的图象比较,分辨率 640x480,分辨率 320x240,分辨率 160x120,分辨率 80x60,640x480,320x240,160x120,80x60,Thumbnail,从粗到细地观察,点击图片 播放视频,查视力=检测分
4、辨率？,图像的数字化 量化概念,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。一般的量化值为整数。,充分考虑到人眼的识别能力之后，目前非特殊用途的图像均为8bit量化，即采用0 255的整数来描述“从黑到白”。 彩色图像，对每个原色量化。处理文字时，1bit即可描述字迹。人物，风景照片，至少需要32-64个灰度级来表现。在3bit以下的量化，会出现伪轮廓现象。,图像的数字化 量化方法,量化可分为均匀量化和非均匀量化。 均匀量化是简单地在灰度范围内等间隔量化。 非均匀量化是对像素出现频度少的部分量化间隔取大，而对频度大的量化间隔取小。,一般情况下，对灰度变化比较平缓的部分用比较多的量化级
5、，在灰度变化比较剧烈的地方用比较高的分辨率。,数字图像的数值描述 基本概念,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。,数字图像的描述 图像的描述,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。,数字图像的描述 图像的坐标系,如何读出图像中全部像素值,for(i=0;iN;i+)for(j=0;jM;j+)
6、B(i,j)=A(i,j);,在C语言中，对MN数字图像处理的核心代码如下： for (i=0;iN;i+)for(j=0;jM;j+) 对A(i,j)的具体运算 ； 在Matlab中，对MN数字图像处理的核心代码如下： for i=1:Nfor j=1:M对A(i,j)的具体运算end end,位图图像和矢量图图像,位图图像中每个像素都能记录一种色彩信息，因此位图图像能表现出色彩绚丽的图像。位图图像的大小和质量取决于图像中像素的多少，通常每平方英寸的面积上所含的像素越多，图像就越清晰，颜色之间的混合也越平滑，但文件也就越大。反之图像就越模糊，图像文件也越小。同时由于位图是由多个像素点组成的，
7、当将位图图像放大到一定倍数时即可看到这些像素点，也就是位图图像在缩放时会产生失真现象，如下图所示为一幅位图及对其局部放大后的效果。,数字图像的类型,二值图像 灰度图像 彩色图像,数字图像的概念与描述 黑白图像,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，故又称为值图像。 2值图像的像素值为0、1。,数字图像的概念与描述 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。,灰度级,数字图像的概念与描述 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。,彩色图像不能用一个矩阵来描述了，一般是用三个矩阵同
8、时来描述。,数字图像的概念与描述 彩色图像,数字图像的存储,常见的图像文件格式？ BMP GIF TIFF JPEG,BMP（.bmp）格式,BMP是英文Bitmap（位图）的简写，它是Windows操作系统中的标准图像文件格式，能够被多种Windows应用程序所支持。随着Windows操作系统的流行与丰富的Windows应用程序的开发，BMP位图格式理所当然地被广泛应用。 特点:包含的图像信息较丰富，几乎不进行压缩，缺点-占用磁盘空间过大。,GIF,GIF是Graphic Interchange Format （图形交换格式）的缩写，在WWW和其它网上服务的HTML文档中， GIF文件格式普
9、遍用于显示索引颜色图形和图象。 GIF 是一种 LZW 压缩格式（无畸变）， 最小化文件大小和电子传递时间。 最多支持256种颜色。,TIFF,TIFF标记图象文件格式） TIFF(Tag Image File Format)：即TIF，是由Aldus公司与微软公司共同发设计的，可以存储多幅图像和多个调色板，可存储个人标示信息，能提供多种不同的压缩数据方法，图像可以分割成几个部分分别存档。其主要特点是：善于应用指针的功能。专门为页面排版开发的EPS（Encapsulated PostScript，压缩PostScript）格式（在PC平台上缩写为.eps,在Macintosh平台上缩写为eps
10、f）是另一种跨平台的标准。特别适合于印刷或打印输出。,JPEG,JPEG：即JPG，是由1986年国际电报电话咨询委员会(CCITT)和国际标准化协会(ISO)联合组成的图像专家小组(Joint Photographic Experts Group)，在1991年3月联合制定的“连续色调静态图像的数字压缩和编码”标准。它以信息损失为前提，是一种有损压缩，经典压缩比在10到35之间。随着压缩比的增加（或质量的降低），所产生的文件就越来越短，图象中的数据就丢失得越多。,JPEG（续）,数字图像的存储位图文件 文件的总体结构,真彩色模式,索引色模式,像素的RGB值,像素的调色板索引值,数字图像的存储
11、位图文件 文件头信息,文件头 BITMAPFILEHEADER,bfType 文件类型标识“BM” bfSize 文件总字节数 bfReserved1 保留字“0” bfReserved2 保留字“0” bfOffBits; 偏移量,typedef struct tagBITMAPFILEHEADER WORD bfType; DWORD bfSize; WORD bfReserved1; WORD bfReserved2; DWORD bfOffBits; BITMAPFILEHEADER;,文件格式,文件大小,偏移量,数字图像的存储位图文件 信息头信息,DWORD biSize 信息头结构
12、体长度，为0x28 LONG biWidth 图像宽度，单位是像素 LONG biHeight 图像高度，单位是像素 WORD biPlanes 必须为1，暂无意义 WORD biBitCount 颜色位数 DWORD biCompression 指定位图是否压缩DWORD biSizeImage 实际位图数据所占字节数LONG biXperlsPerMeter 指定目标设备的水平分辨率LONG biYperlsPerMeter 指定目标设备的垂直分辨率DWORD biClrUsed; 图像中使用的颜色数DWORD biClrImportant 图像中重要的颜色数,信息头BITMAPINFOH
13、EADER,biSizeImage=biWidth biHeight biWidth=(BmpHeader.biWidth+3)/4*4,数字图像的存储位图文件 真彩色模式的数据区结构,像素的RGB值,真彩色数据区,数字图像的存储位图文件 索引色模式的调色板,调色板 RGBQUAD,索引色模式的数据区,像素的调色板索引值,数据区,例题,图为一bmp的存储数据，问图像的宽度和高度为多少？,数字图像的灰度直方图,在数字图像处理中，灰度直方图是最简单且最有用 的工具，可以说，对图像的分析与观察，直到形成一个有效的处理方法，都离不开直方图。,数字图像的灰度直方图 定义,灰度直方图是灰度级的函数，是对图像中灰度级分布的统计。有两种表示形式 1）图形表示形式横坐标表示灰度级，纵坐标表示图像中对应某灰度级所出现的像素个数。 2） 数组表示形式数组的下标表示相应的灰度级，数组的元素表示该灰度级下的像素个数。,数字图像的灰度直方图 计算例,灰度直方图,获取图像的直方图,/*-Histgram 灰度直方图-image_in:输入图像数据指针xsize:图像宽度ysize:图像高度hist :存储灰度直方图的数组 -*/void Histgram( ) /add your code here,
