第2講 數(shù)字圖像處理系統(tǒng)ppt課件.ppt

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1、數(shù)字圖像處理系統(tǒng)數(shù)字圖像類型圖像文件格式第二講數(shù)字圖像處理系統(tǒng)數(shù)字化一、數(shù)字圖像處理系統(tǒng)概述硬件、軟件采集顯示存儲通信主機圖像處理軟件2.圖像輸入卡（采集卡）安裝于計算機主板擴展槽中，主要包括：圖像存儲器單元顯示查找表（LUT）單元CCD攝像頭接口(A/D)監(jiān)視器接口(D/A)PC機總線接口過程：采集圖像數(shù)據(jù)A/D存儲單元D/A監(jiān)視器(一個或三個通道)*高檔卡還包括卷積濾波、FFT（快速傅立葉變換）等圖像處理專用的快速部件。圖像采集模塊光敏感器件CCD(ChargeCoupledDevice)模/數(shù)轉換裝置常見設備：電視攝像

2、機掃描儀數(shù)碼相機多光譜像機紅外攝像儀合成孔徑雷達（SAR）等GPB-K硬件結構方框圖3.圖像顯示模塊（顯卡＋顯示器）顯卡：記憶和保存圖像的地方PC機多采用800×600或1024×768個像素點。通常在圖像處理裝置中，灰度值紅(R)、綠(G)、藍(B)各占8位（bit），共計24位，可以表示1670萬種顏色—真彩色顯示卡。硬盤、軟盤、U盤、活動硬盤、光盤、磁帶等；在海量圖像存儲備份系統(tǒng)中，磁盤陣列、磁帶庫、光盤塔等存儲設備；網(wǎng)絡存儲系統(tǒng)：SANNAS4.圖像存儲模塊5.圖像通信模塊圖像通信就是把圖像傳送到遠方終端。6.主機以

3、微機、工作站、圖像卡、外設采用大型機7.圖像處理軟件由系統(tǒng)管理、圖像數(shù)據(jù)管理和圖像處理模塊三部分組成常用：VC++6.0MATLAB等數(shù)字圖像處理的先決條件之一：將連續(xù)圖像離散化，轉換為數(shù)字圖像。圖像的數(shù)字化包括：采樣、量化二、圖像數(shù)字化表示1.采樣采樣:圖像在空間上的離散化靜態(tài)：先沿垂直方向采樣，再沿水平方向采樣；運動：先在時間軸上采樣，再沿垂直方向采樣，最后沿水平方向采樣。圖像大小：若每行（即橫向）像素為M個，每列（即縱向）像素為N個，則圖像大小為M×N個像素。采樣間隔：間隔大小的選取依據(jù)原圖像中包含的細微濃

4、淡變化來決定。它決定了采樣后圖像的質量，即忠實于原圖像的程度。（采樣定理）*模擬圖像經過采樣后，在時間和空間上離散化為像素。但采樣所得的像素值（即灰度值）仍是連續(xù)量。2.量化采樣后所得各像素的灰度值從模擬量到離散量的轉換Qi像素的灰度值，z與qi的差稱為量化誤差，灰度級：8bits(0-255)等間隔量化非等間隔量化色度學連續(xù)圖像A-B取樣A-B取樣量化投影到一陣列取樣和量化3.采樣、量化參數(shù)與數(shù)字圖像間的關系對一幅圖像，當量化級一定時，采樣點數(shù)越多，圖像質量越好；當采樣點數(shù)減少時，圖上的塊狀效應就逐漸明顯。當圖像的采樣點數(shù)

5、一定時，量化級數(shù)越多，圖像質量越好，二進制位數(shù)字節(jié)數(shù)不同采樣點數(shù)對圖像質量的影響（a）原始圖像(256×256)；（b）采樣圖像1(128×128)；（c）采樣圖像2(64×64)；（d）采樣圖像3(32×32)；（e）采樣圖像4(16×16)；（f）采樣圖像5(8×8)1024x1024512x512->1024x1024128x12864x6432x32256x256->1024x1024不同量化級別對圖像質量的影響（a）原始圖像(256色)；（b）量化圖像1(64色)；（c）量化圖像2(32色)；（d）量化圖像3(

6、16色)；（e）量化圖像4(4色)；（f）量化圖像5(2色)當限定數(shù)字圖像的大小時,為了得到質量較好的圖像可采用如下原則：（1）對緩變的圖像，應該細量化，粗采樣，以避免假輪廓。（2）對細節(jié)豐富的圖像，應細采樣，粗量化，以避免模糊（混疊）。對于彩色圖像，按照顏色成分——紅（R）、綠（G）、藍（B）分別采樣和量化。若各種顏色成分均按8bit量化，即每種顏色量級別是256，則可以處理256×256×256=16777216種顏色。4.圖像表示灰度分辨率：灰度2k灰度級，k比特空間分辨率：矩陣M×N。像素字節(jié)數(shù)B為:5.圖像數(shù)

7、字化設備（功能：采樣和量化）1)組成(1)采樣孔(Samplingaperture)：使數(shù)字化設備能夠單獨地觀測特定的圖像元素而不受圖像其他部分的影響。(2)圖像掃描機構：使采樣孔按照預先確定的方式在圖像上移動，從而按順序觀測每一個像素。(3)光傳感器：通過采樣檢測圖像的每一像素的亮度，通常采用CCD陣列。(4)量化器：將傳感器輸出的連續(xù)量轉化為整數(shù)值。如A/D轉換電路(5)輸出存儲裝置：將量化器產生的灰度值按適當格式存儲起來。掃描儀數(shù)碼照相機數(shù)碼攝像機紅外熱像儀攝像頭+圖像采集卡2）常見圖像數(shù)字化設備:掃描儀：平臺式、

8、手持式、滾筒式三類光源、聚光、反射或透射光、倍增管放大后、圖像信號、分辨率高（12000dpi），顏色深度為36bit要求不高的應用環(huán)境，攜帶方便，價格便宜。易產生失真，分辨率低，多為幾十至幾百dpi滾筒式掃描儀常用于大幅面圖像輸入，如大型工程圖、CAD圖等。它通過滾筒帶動圖像旋轉和掃描頭