图像数字化与显示PPT学习教案

1、会计学1 图像数字化与显示图像数字化与显示 u （2.32.3） ),(tyxfI ),(yxfI 第2页/共38页第1页/共38页 第3页/共38页第2页/共38页 第4页/共38页第3页/共38页 第5页/共38页第4页/共38页 第6页/共38页第5页/共38页 （a a）连续图像）连续图像 （b b）数字化结果）数字化结果 图图2.1 2.1 图像的数字化过程图像的数字化过程 第7页/共38页第6页/共38页 （c c）像素）像素 （d d）灰度级）灰度级 图图2.1 2.1 图像的数字化过程图像的数字化过程 第8页/共38页第7页/共38页 4行行5列列 图图2.2 图像的坐标图像的

2、坐标 取样和量化的结果是一个矩阵取样和量化的结果是一个矩阵 第9页/共38页第8页/共38页 第10页/共38页第9页/共38页 一幅行数为一幅行数为M、列数为、列数为N的的图像大小为图像大小为 MN的矩阵形式为：的矩阵形式为： (0,0)(0,1)(0,1) (1,0)(1,1)(1,1) ( , ) (1,0)(1,1)(1,1) fffN fffN f x y f Mf Mf MN （2.4） 其中矩阵中的每个元素代表一个像素其中矩阵中的每个元素代表一个像素 第11页/共38页第10页/共38页 Lena 256*256图 64*64 图 16*16图 第12页/共38页第11页/共38

3、页 相关知识相关知识采样量化采样量化 第13页/共38页第12页/共38页 kNMb （2.5） 第14页/共38页第13页/共38页 ),(yxf ),(vuF dxdyeyxfvuF vyuxj)(2 ),(),( dudvevuFyxf vyuxj)(2 ),(),( （2.6） （2.7） 2.2.2 二维采样二维采样 第15页/共38页第14页/共38页 采样奈奎斯特定律采样奈奎斯特定律 在进行模拟在进行模拟/数字信号的转换过程中，当采样频数字信号的转换过程中，当采样频 率率fs.max大于信号中，最高频率大于信号中，最高频率fmax的的2倍时倍时 ，即：，即：fs.max=2fma

4、x,则采样之后的数字信号则采样之后的数字信号 完整地保留了原始信号中的信息，一般取完整地保留了原始信号中的信息，一般取2.56- 4倍的信号最大频率；采样定理又称倍的信号最大频率；采样定理又称奈奎斯特定奈奎斯特定 理。理。 第16页/共38页第15页/共38页 ),(yxf),(vuF cc cc VvUu VvUuvuF vuF ,0 ,),( ),( （2.8） cc VU , 第17页/共38页第16页/共38页 cs cs Vv y Uu x 2 1 2 1 yx , （2.9） ),(ynxmf 第18页/共38页第17页/共38页 mn yny y yny y xmx x xmx

5、x ynxmfyxf )( )(sin )( )(sin ),(),( mn yvnxumj eynxmfyxvuF )(2 ),(),( （2.10） （2.11） 第19页/共38页第18页/共38页 l不小于不小于2 2倍最高频率采样可以完全恢复。倍最高频率采样可以完全恢复。 l现实大部分情况不满足。现实大部分情况不满足。 l一般先用滤波器低通然后采样，误差较原始一般先用滤波器低通然后采样，误差较原始 混叠更能控制。混叠更能控制。 l几何处理中将作为到频率处理的过渡重点讲几何处理中将作为到频率处理的过渡重点讲 述。述。 第20页/共38页第19页/共38页 （a a）原图像的频谱）原图像

6、的频谱 （b b）采样信号的频谱）采样信号的频谱 图图2.3 2.3 采样信号的频谱采样信号的频谱 第21页/共38页第20页/共38页 第22页/共38页第21页/共38页 图图2.4 2.4 均匀对称量化均匀对称量化 （a a）中央上升型）中央上升型 （b b）中央平稳型）中央平稳型 第23页/共38页第22页/共38页 （a a）中央上升型）中央上升型 （b b）中央平稳型）中央平稳型 图图2.5 2.5 非均匀对称量化非均匀对称量化 第24页/共38页第23页/共38页 第25页/共38页第24页/共38页 2.3.1 2.3.1 标量量化标量量化 第26页/共38页第25页/共38页

7、 qi dzzpqz k i z z i i i )()( 1 0 22 1 2 第27页/共38页第26页/共38页 ), 0k zz kzzL k / )( 0 2/ )( 1 iii zzq 1.1.均匀量化（线性量化）均匀量化（线性量化） 第28页/共38页第27页/共38页 kLzp/1)( 2 12/ 22 L 第29页/共38页第28页/共38页 l 件下，降低平均误差，减少量化件下，降低平均误差，减少量化 噪声。噪声。 2. Max2. Max量化器量化器 )(zp 2 第30页/共38页第29页/共38页 第31页/共38页第30页/共38页 2.3.22.3.2 矢量量化矢量量化 第32页/共38页第31页/共38页 图图2.6 2.6 一维矢量量化一维矢量量化 7/4 23/4 2/4 10/4 第33页/共38页第32页/共38页 y1 y2 y3 y4 例题：原始图像块是一个例题：原始图像块是一个4 4灰度级的灰度级的1616维矢量。维矢量。 第34页/共38页第33页/共38页 i i XpXXea)(),( 矢量量化器设计矢量量化器设计 第35页/共38页第34页/共38页 j ii XXXXe),( k m i i mxmx k XXe 1 )()( 1 ),( 2 1 )