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《圖象及圖象采集系統(tǒng)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、第二章圖象及圖象采集系統(tǒng)§2.1圖象及其數(shù)字化一、圖象的概念中文：相------相貌、相片象------形狀、樣子、景象像------畫(huà)像、塑像、攝制的與原物相似的圖景英文：picture------手工描繪的一類(lèi)“畫(huà)”image------用技術(shù)手段原封不動(dòng)地再現(xiàn)的圖象pattern------圖案、曲線、圖形圖象和圖形的概念有時(shí)很難分清楚。通常，圖象（image）表示的是“以某一技術(shù)手段被再現(xiàn)于二維畫(huà)面上的視覺(jué)信息”。在此，主要是指照片、復(fù)印圖、電視、傳真、計(jì)算機(jī)顯示的一類(lèi)圖象。當(dāng)用數(shù)學(xué)方法描述圖象信息時(shí)，著重考慮它的點(diǎn)的性質(zhì)。一
2、幅圖象可以被看成是空間各個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)上強(qiáng)度的集合。其一般的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：其中是空間坐標(biāo)，λ是波長(zhǎng)，t是時(shí)間，I是圖象的強(qiáng)度。這樣一個(gè)表達(dá)式可以表示一幅活動(dòng)的、彩色的、立體圖象。當(dāng)研究的是靜止圖象時(shí)，則上式與t無(wú)關(guān)；當(dāng)研究單色圖象時(shí)，I與λ無(wú)關(guān)；對(duì)于平面圖象，I與z無(wú)關(guān)。因此對(duì)于靜止的、平面的、單色圖象來(lái)說(shuō)上式可簡(jiǎn)化為：上式說(shuō)明，一幅圖象可以用二維亮度函數(shù)來(lái)表示。因?yàn)楣庖彩悄芰康囊环N表現(xiàn)形式，所以，人們感受到的圖象一般都是由物體反射的光組成的。f（x，y）可以看成由兩個(gè)分量組成，一個(gè)是景物上的入射分量，另一分量是景物被物體反射的分量，分別稱(chēng)
3、為照射分量和反射分量。如果用i（x，y）表示照射分量，用r（x，y）表示反射分量，那么，式中：這里，i（x，y）由光源的性質(zhì)來(lái)確定，而r（x，y）則取決于景物中的物體。小結(jié)：圖像是什么？圖像是一個(gè)二維亮度函數(shù)f(x,y)（灰度圖像）。彩色圖像是三個(gè)二維亮度函數(shù)（RGB,YUV）組成。(x,y)定義了空間坐標(biāo)，f(x,y)定義該點(diǎn)的亮度（或灰度）。?數(shù)字圖像是指圖像f(x,y)在空間坐標(biāo)和亮度的數(shù)字化。一幅數(shù)字圖像可以看成一個(gè)矩陣，或一個(gè)二維數(shù)組。其基本元素稱(chēng)為象素（Pixel）。二、圖象信息的分類(lèi)圖象信息是多種多樣的，概括起來(lái)，大致可
4、分成三類(lèi)，即符號(hào)信息、景物信息和情緒信息。1、符號(hào)圖象信息（二值圖象）在這類(lèi)信息中，一般是用文字、符號(hào)、圖形等表示具體的或抽象的事物。因?yàn)榉?hào)信息是以某一規(guī)則排列的記號(hào)，因此，在傳送及處理中只要能表達(dá)清楚就可以了，它允許有較大的壓縮。（可以用庫(kù)的方式存儲(chǔ)，如：漢字庫(kù)）2、景物圖象信息這是一種能給人以主觀感覺(jué)但并不取決于人本身的客觀場(chǎng)景信息。一般，它包含豐富的內(nèi)容，所含的信息量較多。情景畫(huà)面的內(nèi)容比較復(fù)雜，在傳輸和處理中做到較大的壓縮比較困難。在人機(jī)識(shí)別中需要較大的信息量。但在事先設(shè)定某種條件的情況下，是有可能在任何情況下都保證正確判斷
5、的。3、情緒圖象信息這是一類(lèi)依賴于受信者的圖象信息，它不僅給人以直觀感覺(jué)，而且能以其特殊的藝術(shù)內(nèi)容刺激人的感官，使受信者“觸景生情”引起感情上的波動(dòng)和情緒上的共鳴。因此它包含更多的信息量。這類(lèi)圖象信息不僅取決于圖象本身的內(nèi)容，而且還與受信者的經(jīng)歷、文化修養(yǎng)、年齡、嗜好以及此時(shí)此刻的情緒有密切關(guān)系。也即，對(duì)同一幅圖象來(lái)說(shuō)，它對(duì)受信者產(chǎn)生的效果是有差異的。因此對(duì)于這類(lèi)圖象不僅無(wú)法考慮其概率模型，而且用Shannon理論明確其信息量也是極其困難的。以上是從圖象所攜帶信息的種類(lèi)出發(fā)進(jìn)行分類(lèi)的。當(dāng)然還可以從其它角度出發(fā)進(jìn)行分類(lèi)。如：把圖象分成靜
6、止圖象和活動(dòng)圖象、單色圖象和彩色圖象等。在數(shù)字圖象處理中所涉及到的是一些最普通類(lèi)型的圖象，它們的突出特點(diǎn)是都具有特殊的統(tǒng)計(jì)特性，并且有專(zhuān)門(mén)的應(yīng)用。從這個(gè)基點(diǎn)出發(fā)可做如下分類(lèi)。（1）TV型的自然風(fēng)景這是常見(jiàn)的圖片，如：肖像、風(fēng)景畫(huà)、街道、建筑物照片等。（2）空間攝影照片和地球資源探測(cè)圖片這類(lèi)圖片的特點(diǎn)是往往沒(méi)有適宜的方向，構(gòu)圖不十分明顯，除了海岸線外，沒(méi)有可區(qū)別的形狀。（3）電子顯微鏡照片和標(biāo)準(zhǔn)的顯微鏡照片這是一類(lèi)在冶金學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)及石油探測(cè)等都很感興趣的一類(lèi)照片。（4）文本指一類(lèi)打印或手寫(xiě)的記號(hào)圖象。（5）圖樣通常就是簡(jiǎn)單地由線段
7、和圖形構(gòu)成的單色二值圖象。（6）專(zhuān)用圖象如：X射線照片、微波照片、紅外熱象或超聲波圖象等。這些圖象各有特點(diǎn)，與在可見(jiàn)光下得到的圖象有所不同。客觀世界中存在的圖象是多種多樣的，對(duì)這么多的圖象進(jìn)行分類(lèi)是十分困難的。以上所提到的只是一些有代表性而又較為實(shí)用的圖象。這些圖象經(jīng)過(guò)研究大部分可以找到較為近似的模型和規(guī)律，這對(duì)方便處理和深入研究來(lái)說(shuō)無(wú)疑都是十分有益的。三、圖象的統(tǒng)計(jì)特性在圖象的統(tǒng)計(jì)特性表示中，認(rèn)為圖象信號(hào)是一個(gè)隨機(jī)信號(hào)。對(duì)一個(gè)隨機(jī)信號(hào)的數(shù)學(xué)描述則是振幅或相位的分布函數(shù)、概率密度函數(shù)以及一系列的相關(guān)矩、中心矩、功率譜等。利用這些參數(shù)來(lái)
8、表征圖象的特性，建立圖象信息的數(shù)學(xué)模型，以便對(duì)圖象信息進(jìn)行有效的分析與處理。1、圖象的振幅分布特性2、差值信號(hào)的振幅分布特性（差值信號(hào)對(duì)預(yù)測(cè)編碼有重要意義）3、圖象的自相關(guān)函數(shù)和空域功率譜§2.2數(shù)字圖象的采集與表達(dá)圖象
