数字影像获取与采样定理

1、数字摄影测量学,Digital Photogrammetry,第二章 数字影像及其获取,Digital Image Acquisition,数字摄影测量 Digital photogrammetry,什么是数字影像？,怎样获取数字影像？,第二章 数字影像及其获取,2-1 数字影像和模拟图像 2-2 数字影像采样(Sampling of Digital Image) 2-3 数字影像量化(Quantization of Digital Image),第二章 数字影像获取与重采样,2-1 数字影像(Digital Image) 一数字影像的定义 二为什么要研究数字影像 三数字影像的显示 四如何获取

2、数字影像 2-2 数字影像采样(Sampling of Digital Image) 一模拟影像的空间离散 二采样定理 三实际采样考虑 四二维情形 五采样孔径与颗粒噪声,连续图像：像面上的像点是连续的，相邻像点的灰度分布也是连续的。,数字图像：像点坐标和每个像点的灰度分布都是用离散数据表示的图像。,2-1 数字影像(Digital Image),一数字影像的定义(Definition of Digital Image),2-1 数字影像(Digital Image),一数字影像的定义(Definition of Digital Image),2-1 数字影像(Digital Image),一数

3、字影像的定义(Definition of Digital Image),2-1 数字影像(Digital Image),一数字影像的定义(Definition of Digital Image),2-1 数字影像(Digital Image),一数字影像的定义(Definition of Digital Image),2-1 数字影像(Digital Image),二为什么要研究数字影像 (Significance of Digital Image in Digital Photogrammetry) 1.数字摄影测量的数据源 2.自动化数字摄影测量的必然要求 三数字影像的显示(Display

4、ing a Digital Image),2-1 数字影像(Digital Image),四如何获取数字影像(Acquisition of Digital Image) 1.模拟影像数字化 扫描仪的工作原理：扫描仪是图像信号输入设备。它对模拟影像进行光学扫描，然后将光学图像传送到光电转换器中变为模拟电信号，又将模拟电信号变换成为数字电信号，最后通过计算机接口送至计算机中。,2-1 数字影像(Digital Image),四如何获取数字影像(Acquisition of Digital Image) 1.模拟影像数字化 2.数字传感器(摄影与空中摄影),模拟影像数字化过程,2-2 数字影像采样(

5、Sampling of Digital Image),一模拟影像的空间离散 (Discretion of Analogue Image in Space),连续灰度图像 二维区域上的连续曲面,2-2 数字影像采样(Sampling of Digital Image),2-2 数字影像采样(Sampling of Digital Image),二采样定理(Sampling Theorem),1.-函数,筛选性质,2-2 数字影像采样(Sampling of Digital Image),2.采样函数,对任意 ,2-2 数字影像采样(Sampling of Digital Image),观察函数

6、与采样函数的乘积：,对任意 ,2-2 数字影像采样(Sampling of Digital Image),观察与采样函数做卷积：,2-2 数字影像采样(Sampling of Digital Image),3.采样函数的Fourier变换,可见，采样函数的Fourier变换仍是采样函数，并且，采样函数的采样间隔越小，其Fourier变幻的采样间隔越大，幅度也有所变化，反之亦然。,2-2 数字影像采样(Sampling of Digital Image),关于Fourier变换对，有下述关系：,2-2 数字影像采样(Sampling of Digital Image),4.采样定理（Nyquis

7、t频率）,带限信号,2-2 数字影像采样(Sampling of Digital Image),2-2 数字影像采样(Sampling of Digital Image),无混叠(信号得以恢复)要求为：,达到最大截至频率的周期内，至少采2个样本。,2-2 数字影像采样(Sampling of Digital Image),实际的恢复信号为：,2-2 数字影像采样(Sampling of Digital Image),实际的恢复信号是各采样点处的值的加权平均，其具体的权值就是 ：,2-2 数字影像采样(Sampling of Digital Image),三实际采样考虑(Practical Pr

8、ocedure),四二维情形(in 2-D Condition),2-2 数字影像采样(Sampling of Digital Image),2-2 数字影像采样(Sampling of Digital Image),五采样孔径与颗粒噪声(Sampling Aperture and Noise),采样孔径对颗粒噪声的抑制作用可由下式表示：,其中， 为颗粒噪声，是经验值，经过实际检测得到。,2-2 数字影像采样(Sampling of Digital Image),由上式可以看出，采样孔径越大，信噪比越高，但采样孔径太大，则降低影像分辨率及精度。,2-3 数字影像量化(Quantization

9、of Digital Image),一什么是数字影像量化(What),1.透过率与不透过率,2.影像灰度D,2-3 数字影像量化(Quantization of Digital Image),航摄底片的灰度一般在0.31.8之间,如此定义的影像灰度与我们通常使用的影像灰度有何区别？,2-3 数字影像量化(Quantization of Digital Image),0.3,1.8,编码（量化值）,判决电平,量化是将采样得到的影像密度按一定的规则转换为整数值的过程。 等距量化-将密度动态区间按等间隔划分并编码 非等距量化 -,3. 影像灰度的量化,2-3 数字影像量化(Quantization of Digital Image),3. 影像灰度的量化,2-3 数字影像量化(Quantization of Digital Image),量化级一般是2的整次幂，即,b称为图像的比特数,b的常取值为：1、6、8、12,对应灰度级为：2、64、256、4096,在遥感中，量化等级常被称为辐射分辨率, 2-3 数字影像量化,b=1,b=8,3. 影像灰度的量化, 2