数字图像处理全册配套最完整精品课件.ppt

1、数字图像处理全册配套最完整数字图像处理全册配套最完整 精品课件精品课件 2021-9-19 2021-9-192 印刷图像处理印刷图像处理 及图形及图形 3 成绩评定方式成绩评定方式 考核项目考核项目主要内容主要内容所占比例所占比例 平时平时 平时作业平时作业5%5% 随堂测试随堂测试2 2次次5%5% 实验实验上机上机20%20% 期末期末考试考试70%70% 2021-9-194 教材教材: : 印刷图像处理印刷图像处理印刷工业出版社印刷工业出版社 参考书参考书: : 1. 1.数字图像处理数字图像处理电子工业出版社电子工业出版社 2.MATLAB2.MATLAB图像处理图像处理 电子工业

2、出版社电子工业出版社 3.3.印刷图像处理印刷图像处理上海科学技术出版社上海科学技术出版社 使用软件使用软件: : Adobe PhotoshopAdobe Photoshop、MATLABMATLAB、IllustratorIllustrator、VC+VC+ 4.4.计算机计算机 图形图像处理及应用图形图像处理及应用清华出版社清华出版社 2021-9-195 第一章第一章印刷图像处理概论印刷图像处理概论 图像是人们从客观世界获取信息的重要来源图像是人们从客观世界获取信息的重要来源 图像信息处理是人类视觉延伸的重要手段图像信息处理是人类视觉延伸的重要手段 1. 1.图像处理的起源图像处理的起

3、源 一、图像处理的意义一、图像处理的意义 图像处理最早起源于图像处理最早起源于20 20 世纪世纪2020年代的报纸业年代的报纸业 应用于应用于2020世纪世纪6060年代年代 迅速发展于迅速发展于2020世纪世纪7070年代年代; ; 医学图像医学图像CTCT技术的发明；技术的发明； 2021-9-196 2.2. 图像处理的概念图像处理的概念 按特定的目标，用一系列特定的操作来按特定的目标，用一系列特定的操作来“改改 造造”图像的行为图像的行为 图像处理图像处理 模拟图像处理模拟图像处理 Analog Image Processing Analog Image Processing 光学处

4、理光学处理( (透镜透镜) )：望远镜等：望远镜等 利用光学或电子的方法对模拟信号组成的图像利用光学或电子的方法对模拟信号组成的图像 进行变换，得到所需的结果。进行变换，得到所需的结果。 电子处理：电视机等电子处理：电视机等 图像处理的分类：图像处理的分类： 2021-9-197 数字图像处理数字图像处理 用某种技术或手段将模拟信号的图像用某种技术或手段将模拟信号的图像数字化数字化 然后借助于计算机对数字图像进行分析和处理，然后借助于计算机对数字图像进行分析和处理， 以达到预期的效果以达到预期的效果 数字图数字图 像处理像处理 数字图像数字图像 由有限的由有限的 元素元素组成组成 这些元素特定

5、的这些元素特定的 位置和幅值，称位置和幅值，称 为图像的像素。为图像的像素。 数字计算机数字计算机 处理处理 2021-9-198 3.3.数字图像处理的应用数字图像处理的应用 为了便于人们分析而对图像信息进行改进为了便于人们分析而对图像信息进行改进 为了是机器自动理解而对图像数据进行存为了是机器自动理解而对图像数据进行存 储、传输及显示储、传输及显示 遥感技术中的应用遥感技术中的应用 土地测绘、资源调查、气象监测、环境污染监土地测绘、资源调查、气象监测、环境污染监 测、农作物估产和军事侦察等领域测、农作物估产和军事侦察等领域. . 2021-9-199 医学应用医学应用 超声波、核磁共振、超

6、声波、核磁共振、X-X-射线照片分析和射线照片分析和CTCT技术等技术等 2021-9-1910 安全领域安全领域 利用处理的模式识别等技术，可以应用在监控、利用处理的模式识别等技术，可以应用在监控、 指纹档案管理等安全领域中指纹档案管理等安全领域中 工业生产工业生产 产品的无损检测、质量控制、印刷技术等产品的无损检测、质量控制、印刷技术等 2021-9-1911 变换域法：变换域法： 首先对图像进行正交变换得到变换域系列矩阵，首先对图像进行正交变换得到变换域系列矩阵， 施行各种处理，再反变换到空间域。施行各种处理，再反变换到空间域。 如：滤波、数据压缩、特征抽取等如：滤波、数据压缩、特征抽取

7、等 4.4.数字图像处理的方法数字图像处理的方法 空域法：将图像看作平面中各个像素的集合，空域法：将图像看作平面中各个像素的集合， 直接对该二维函数进行相应的处理。直接对该二维函数进行相应的处理。 邻域处理法：如梯度运算、平滑算子运算等邻域处理法：如梯度运算、平滑算子运算等 点处理法：如灰度处理等点处理法：如灰度处理等 帧处理法：如图像合成技术等帧处理法：如图像合成技术等 2021-9-1912 5.5.数字图像处理的基本内容数字图像处理的基本内容 图像信息的存储图像信息的存储(Image information storage)(Image information storage) 图像信息

8、的获取图像信息的获取( (Image information acquisition)Image information acquisition) 图像信息的传送图像信息的传送 （Image information transmissionImage information transmission） 数字图像处理数字图像处理( (Digital Image processing)Digital Image processing) 图像的输出与显示图像的输出与显示(Image output and display)(Image output and display) 几何处理几何处理( (Ge

9、ometrical image Processing)Geometrical image Processing) 算术处理（点处理）算术处理（点处理）( (Arithmetic processing)Arithmetic processing) 2021-9-1913 图像增强图像增强( (Image Enhancement)Image Enhancement) 图像重建图像重建( (Image Reconstruction)Image Reconstruction) 图像复原图像复原( (Image Restoration)Image Restoration) 图像形态学处理图像形态学处理（

10、Image morphologic ProcessingImage morphologic Processing） 模式识别方法：统计识别法（数学方法）模式识别方法：统计识别法（数学方法） 句法结构识别法句法结构识别法 模糊识别法模糊识别法 模式识别模式识别( (Image Recognition)Image Recognition) 图像编码图像编码( (Image Encoding)Image Encoding) 2021-9-1914 图像获取图像获取 3.3.图像处理的基本步骤：图像处理的基本步骤： 图像复原图像复原图像增强图像增强 预处理预处理 彩色图像处理彩色图像处理 图像压缩图像

11、压缩 图像重建图像重建 输输 出出 图图 像像 图像分析图像分析 形态学处理形态学处理 图像识别图像识别 输输 出出 属属 性性 2021-9-1915 图像获取图像获取 图像增强图像增强 图像复原图像复原 图像重建图像重建 2021-9-1916 图像分割图像分割 模式识别模式识别 2021-9-1917 2021-9-1918 成像（成像（Imaging)Imaging) 根据特定的传播手段，利用某种技术，完成根据特定的传播手段，利用某种技术，完成 媒体信息从一种记录介质到另一种介质的转移媒体信息从一种记录介质到另一种介质的转移 成像是过程，成像是过程，成像技术成像技术是是 获取成像结果而

12、涉及的一获取成像结果而涉及的一 切技术和系统的总称切技术和系统的总称 复制技术：复制技术：光学、电子、机械、化学光学、电子、机械、化学 传播手段传播手段 印刷媒体印刷媒体 电子媒体电子媒体 模拟成像模拟成像 数字成像数字成像 二、二、印刷成像技术印刷成像技术 2021-9-1919 PSPS 数据文件数据文件 数字化整页 图像、图形、文字 （整版印张） RIPRIP 位图 计算机计算机 直接制片直接制片 胶片胶片 成像成像 印版印版 曝光曝光 印刷印刷 胶片 印版 计算机计算机 直接制版直接制版 印版印版 成像成像 印刷印刷 印版 计算机直接印刷计算机直接印刷 直接成像直接成像 （有印版）（有

13、印版） 一次性一次性 成像印版成像印版 着墨着墨 印刷印刷 印版 成像 可重复可重复 成像印版成像印版 着墨着墨 印刷印刷 表面 成像 直接印品直接印品 （无印版）（无印版） 成像成像 （每印次）（每印次） 着墨着墨 印刷印刷 油墨直油墨直 接成像接成像 （每印次）（每印次） 印刷印刷 印刷品印刷品 2021-9-1920 印前成像：印前成像： 扫描成像扫描成像、激光照排成像和激光照排成像和各类胶片、印版成像等各类胶片、印版成像等 印刷成像：印刷成像：套色成像、静电成像、喷墨成像套色成像、静电成像、喷墨成像等等 1.1.印前成像技术印前成像技术 模拟图像（原稿）模拟图像（原稿）数字图像数字图像

14、 分色分色 印版印版 数字原稿数字原稿 模拟原稿模拟原稿 透射稿透射稿 反射稿反射稿 正片原稿正片原稿 负片原稿负片原稿 2021-9-1921 胶片成像胶片成像 电子分色技术电子分色技术：是采用光电扫描技术和电子计算是采用光电扫描技术和电子计算 机技术，从原稿制成分色片机技术，从原稿制成分色片的技术的技术 结构：扫描、记录、层次及色彩校正电路、控结构：扫描、记录、层次及色彩校正电路、控 制缩放比例的计算机制缩放比例的计算机 原稿原稿电子分色电子分色胶片成像胶片成像光成像光成像 胶片的成像和胶片的成像和 记录过程记录过程 光化学成像过程光化学成像过程 曝光曝光 肉眼不可见的银粒潜像肉眼不可见的

15、银粒潜像 乳剂层的感光性能乳剂层的感光性能 显影、冲洗、定影显影、冲洗、定影 可见的胶片图像可见的胶片图像 光源光源 2021-9-1922 计算机激光直接成像计算机激光直接成像 平板扫描仪平板扫描仪 透射稿扫描仪透射稿扫描仪 数码相机数码相机 滚筒扫描仪滚筒扫描仪 CIS CIS扫描仪扫描仪 CCDCCD光电转换器光电转换器 PMTPMT光电转换器光电转换器 接触式图像传感器接触式图像传感器 原稿原稿扫描技术扫描技术激光照排机激光照排机 计算机计算机激光直接成像激光直接成像：胶片：胶片 显影、冲洗、定影显影、冲洗、定影 加网分色片加网分色片 激光激光 照排机照排机 计 算 机 2021-9-

16、1923 预涂感光版成像预涂感光版成像制版（晒版）制版（晒版） 胶片上的信息胶片上的信息 感光版（预涂受光敏感材）感光版（预涂受光敏感材） 曝光曝光 紫外光源紫外光源 均匀均匀 印版印版 计算机到印版计算机到印版直接成像直接成像 显影、冲洗、定影显影、冲洗、定影 计算机计算机 热光源热光源 冷光源冷光源 印版印版 激光成像激光成像、显影、冲洗、定影、显影、冲洗、定影曝光曝光 2021-9-1924 2.2.印刷成像印刷成像 有版印刷成像和无版印刷成像技术有版印刷成像和无版印刷成像技术 有版印刷有版印刷：通常是指传统印刷技术，印版都通常是指传统印刷技术，印版都 是信息载体介质是信息载体介质。 无

17、版印刷：无版印刷：指不施加任何冲击力或接触压印指不施加任何冲击力或接触压印 力就能在承印物上形成文字或图像的印刷方式力就能在承印物上形成文字或图像的印刷方式 网点网点 油墨的传递油墨的传递 静电成像技术：静电成像技术：图像载体是光导体图像载体是光导体 充电充电曝光曝光显影显影色粉色粉转移转移定影定影清洗清洗 成像成像 着墨 印刷 色粉熔化色粉熔化 调整 2021-9-1925 喷墨印刷成像技术喷墨印刷成像技术: : 利用计算机控制喷嘴喷出的细微墨滴在承利用计算机控制喷嘴喷出的细微墨滴在承 印材料上沉淀，产生密度而形成图文的技术印材料上沉淀，产生密度而形成图文的技术 热喷墨成像技术热喷墨成像技术

18、 压电喷墨成像技术压电喷墨成像技术 静电喷墨成像技术静电喷墨成像技术 离子离子成像技术成像技术: :充电与成像处理合二为一充电与成像处理合二为一 磁记录磁记录成像技术成像技术: :无需充电无需充电 热热成像技术成像技术:材料加热后无力特性的改变材料加热后无力特性的改变 热热转移转移只能复制线条稿只能复制线条稿 热升华热升华高质量的印刷高质量的印刷 2021-9-1926 电子电子成像技术成像技术 照相照相成像技术成像技术 呈色剂喷射成像技术呈色剂喷射成像技术 电子凝结成像技术电子凝结成像技术 直接成像技术直接成像技术 发展中的成像技术发展中的成像技术 2021-9-1927 目的：达到图像的精

19、确复制达到图像的精确复制 1.1.色彩管理技术色彩管理技术 三、三、印刷印刷图像处理的主要内容图像处理的主要内容 颜色的描述与测量颜色的描述与测量 设备颜色的特征化设备颜色的特征化 色域的描述与色域映射色域的描述与色域映射 ICCICC色彩管理体系色彩管理体系 原稿原稿RGBRGB电子文件电子文件 四四色色 胶胶片片 专专色色 扫描输入扫描输入分色校色分色校色 CMYKCMYK 电子电子 文件文件 照排出片照排出片 晒版印刷晒版印刷 印刷品印刷品 2021-9-1928 2.2.高保真印刷复制技术高保真印刷复制技术 利用多色（超利用多色（超4 4色）油墨进行分色印刷的技色）油墨进行分色印刷的技

20、 术称为高保真印刷分色技术术称为高保真印刷分色技术 赛天使公司的高保真彩色技术赛天使公司的高保真彩色技术 CMYK+RGB CMYK+RGB组成七色印刷组成七色印刷 分色技术是高保真印刷的基础分色技术是高保真印刷的基础 Hell Hell公司和公司和CrosfieldCrosfield公司的公司的HyperColorHyperColor高保高保 真分色方案真分色方案: : 两次扫描完成读取色彩信息两次扫描完成读取色彩信息 目前现有的分色方案目前现有的分色方案 2021-9-1929 待用油墨数据待用油墨数据油墨切换软件油墨切换软件CIECIE色标色标 根据对应的色系根据对应的色系二次转换二次转

21、换分色片分色片 Barco Barco公司的专用多色分色软件。公司的专用多色分色软件。 Pantone Hexachrome Pantone Hexachrome高保真分色方案高保真分色方案 CMYK CMYK四色油墨，四色油墨，+ +绿色绿色+ +橙色橙色 高保真印刷复制主要研究内容高保真印刷复制主要研究内容： 色域压缩和色域边界描述问题色域压缩和色域边界描述问题 确定各确定各基色和相应浅色通道基色和相应浅色通道之间的最佳取值之间的最佳取值 分界点，这是构建第二级分色模型的关键分界点，这是构建第二级分色模型的关键 2021-9-1930 印刷质量检测与评价研究的主要内容印刷质量检测与评价研究

22、的主要内容: : 印刷质量评价本质上属于图像质量评价的范畴印刷质量评价本质上属于图像质量评价的范畴 关键视觉质量属性的实验研究关键视觉质量属性的实验研究 印刷质量指标的分析与检测算法研究印刷质量指标的分析与检测算法研究 印刷品数字化及其颜色空间转换印刷品数字化及其颜色空间转换 视觉传递函数的获取视觉传递函数的获取 印刷品主观评价实验与分析印刷品主观评价实验与分析 建立质量属性评价模型建立质量属性评价模型 3.3.印刷质量的检测与评价印刷质量的检测与评价 2021-9-1931 基于印刷缺陷（龟纹）的防伪印刷技术基于印刷缺陷（龟纹）的防伪印刷技术 基于网点大小和形状（主要指网格内有调幅网基于网点

23、大小和形状（主要指网格内有调幅网 转变为调频网）的防伪信息加载技术转变为调频网）的防伪信息加载技术 强度选择强度选择(IS)(IS)的印刷防伪算法的印刷防伪算法 基于基于 Visual Visual 加密技术的半色调图像的数字水印加密技术的半色调图像的数字水印 技术技术 基于空间域变换的图像数字水印算法的防伪印基于空间域变换的图像数字水印算法的防伪印 刷技术刷技术 加密全息水印技术加密全息水印技术 基于半色调图像数据隐藏算法的印刷水印技术基于半色调图像数据隐藏算法的印刷水印技术 4.4. 印刷防伪技术印刷防伪技术 作业：作业： 2021-9-1932 什么是数字图像的处理？特点是什么？什么是数

24、字图像的处理？特点是什么？ 印刷图像处理的特点是什么？印刷图像处理的特点是什么？ 在生活中你了解的图像处理的应用有哪些？你在生活中你了解的图像处理的应用有哪些？你 认为未来的数字图像处理会有怎样的发展？认为未来的数字图像处理会有怎样的发展？ 安装图像处理软件安装图像处理软件PhotoshopPhotoshop，了解软件的工，了解软件的工 具栏、具栏、11 11个窗口面板等。个窗口面板等。 调查作业 v查阅文献：3-5篇 v总结：图形图像技术在印刷上的最新应用 v110000001张三.doc v时间：周日晚20：00前，以班级为单位收齐 2021-9-1933 2021-9-1934 印刷图像

25、处理印刷图像处理 2021-9-1935 第二章第二章 数字数字图像处理图像处理基础基础 是任意一、二或三维的景物在人眼中的影像是任意一、二或三维的景物在人眼中的影像 一、数字图像的基本知识一、数字图像的基本知识 1. 1.连续图像连续图像 “照射照射”源形成图源形成图 像的像的“场景场景”元素元素 对光能的反射、透射对光能的反射、透射 或吸收相结合而产生或吸收相结合而产生 物体物体 图像图像 数学数学 图像图像 不可见的不可见的 物理图像物理图像 可见的图像可见的图像 光图像光图像 照片、照片、 图与画图与画 2021-9-1936 图像：可定义为一个图像：可定义为一个二维函数二维函数f(x

26、,y)f(x,y)，x x和和y y是空是空 间坐标，而在任何一对空间坐标间坐标，而在任何一对空间坐标(x,y)(x,y)上的幅值上的幅值f f 称为该点图像的强度或灰度。称为该点图像的强度或灰度。 i(x,y)i(x,y)入射到观察场景的光源总量入射到观察场景的光源总量入射分量入射分量 r(x,y)r(x,y)场景中物体反射光的总量场景中物体反射光的总量反射分量反射分量 静态、单色、平面图像静态、单色、平面图像： y)r(x,y)i(x,y)f(x, ( , )Pf x y 静态、静态、彩彩色、平面图像色、平面图像： ( , )( , ),( , ),( , ) colorRGB PF x

27、yfx yfx yfx y 2021-9-19 37 2.2.数字图像：数字图像： 当当x,yx,y和幅值和幅值f f为有限的、离散的数值时，称该为有限的、离散的数值时，称该 图像为数字图像。图像为数字图像。 1)N1,f(M1,0)f(M j)f(i, 1)Nf(0,f(0,0) y)f(x, 2021-9-1938 3.3.数字图像的基本概念数字图像的基本概念 数字化（数字化（Digitizing)Digitizing)：图像从连续调形式转化图像从连续调形式转化 为数字形式的处理过程为数字形式的处理过程 灰度、亮度分布灰度、亮度分布 （图像）（图像） 像素（像素（PixelPixel）：构

28、成数字图像的最基本的元素：构成数字图像的最基本的元素 它可以描述复杂的色调以及复制极细的细节它可以描述复杂的色调以及复制极细的细节 每个像素的颜色每个像素的颜色 值是整个小区域值是整个小区域 的信息平均值的信息平均值 2021-9-1939 灰度灰度( (Grayscale)Grayscale)： 表示像素的亮度值和输出值。表示像素的亮度值和输出值。 在屏幕上复制颜色：在屏幕上复制颜色： 亮度值为亮度值为0 0，表示电子枪，表示电子枪 没有投射光；没有投射光； 亮度值为亮度值为255255，表示电子，表示电子 枪以全部的强度发射。枪以全部的强度发射。 在印刷或打印时复制颜色：在印刷或打印时复制

29、颜色： 输出值（半色调网点的大小）为输出值（半色调网点的大小）为0%0%，表示没，表示没 有颜色信息（白色）；有颜色信息（白色）；100%100%表示完全覆盖网点。表示完全覆盖网点。 2021-9-1940 分辨率（分辨率（ResolutionResolution）：）： 位分辨率：位深度位分辨率：位深度( (Bit ResolutionBit Resolution 存储数字图像每个像素使用的位数（存储数字图像每个像素使用的位数（bitbit）；）； 即指每个像素点所能表现的颜色的数目。即指每个像素点所能表现的颜色的数目。 图像分辨率（图像分辨率（Image ResolutionImage R

30、esolution）：）： 单位长度内像素点的个数；它决定了存储图像单位长度内像素点的个数；它决定了存储图像 文件的数据量。文件的数据量。 单位：单位：PPIPPI（像素每英寸像素每英寸 / / pixel per inch pixel per inch ） 或或ppcppc( (像素每厘米像素每厘米) ) 2021-9-1941 1818ppi,13kbppi,13kb9 9ppi,4kbppi,4kb 7272ppi,198kbppi,198kb3636ppi,50kbppi,50kb 2021-9-1942 输入设备分辨率、输出设备分辨率：输入设备分辨率、输出设备分辨率： 设备在单位长度

31、内产生点或像素个数的能力，设备在单位长度内产生点或像素个数的能力， 是对设备精度的描述。是对设备精度的描述。 单位：单位：PPIPPI（每英寸像素数）每英寸像素数）DPIDPI（每英寸点数）每英寸点数） 设备分辨率设备分辨率( (Device Resolution)Device Resolution)： 内插分辨率：（内插分辨率：（Interpolation R)Interpolation R) 由内置处理器或软件处理所获取的信息量由内置处理器或软件处理所获取的信息量 光学分辨率（光学分辨率（Optical Resolution) Optical Resolution) ： 指扫描仪（或其他图

32、像数字化设备）的光学系统指扫描仪（或其他图像数字化设备）的光学系统 采样的实际信息量（最高分辨率）。单位：采样的实际信息量（最高分辨率）。单位：spispi 设扫描仪头中设扫描仪头中CCDCCD有有NN个，宽度个，宽度=W=W，则水平，则水平R=N/WR=N/W 2021-9-1943 网点分辨率（网点分辨率（Screen RScreen R）： 加网线数加网线数( (Screen Frequency)Screen Frequency) 指印刷灰度图像或彩色图像时使用的半色调指印刷灰度图像或彩色图像时使用的半色调 画面中在垂直方向上单位长度内的加网线数。画面中在垂直方向上单位长度内的加网线数。

33、 LPILPI（每英寸线数）（每英寸可放置多少单元）每英寸线数）（每英寸可放置多少单元） 半色调单元半色调单元 半色调网点半色调网点 网点中心间的距离相等网点中心间的距离相等 占据单元空间的占据单元空间的80%，称，称80%网点网点 30%30%加网加网 2021-9-1944 图像分辨率图像分辨率1.51.5加网线数加网线数 例例2.12.1 原图像参数如下：宽度和高度分别为原图像参数如下：宽度和高度分别为7.667.66、 10.5110.51厘米，分辨率厘米，分辨率72 dpi72 dpi，要求以，要求以150150线印刷，线印刷， 高度高度6 6厘米，试将图像参数调整到最合理的数值厘米

34、，试将图像参数调整到最合理的数值 解：解：ImageImageImage SizeImage Size， H=6H=6（厘米），则（厘米），则W=4.37W=4.37厘米和厘米和R=126.153 R=126.153 dpidpi；插值算法采用；插值算法采用BicubicBicubic，分辨率修改为：，分辨率修改为： 2 2R=252.306 dpi150R=252.306 dpi1501.51.5倍（倍（225 dpi225 dpi） 注意注意: :图像分辨率的变化尽可能保持倍数关系图像分辨率的变化尽可能保持倍数关系 2021-9-1945 图像扫描分辨率图像扫描分辨率 = = 扫描质量因子

35、扫描质量因子* * 加网线数加网线数 扫描分辨率的确定扫描分辨率的确定 例例2.2.2 2 设图片原稿为设图片原稿为2 2英寸英寸* *3 3英寸，图像将按英寸，图像将按 150 150LPILPI、 3 3英寸英寸* *4 4英寸的尺寸印刷，设扫描质量因子为英寸的尺寸印刷，设扫描质量因子为2 2， 则扫描分辨率可设为多少？则扫描分辨率可设为多少？ 解：解： 4 4（图像最终最大尺寸）（图像最终最大尺寸）* *150150* *2/32/3（原稿最大尺寸）原稿最大尺寸） =400 =400 DPIDPI 2021-9-1946 照射源照射源 成像系统成像系统 图像平面图像平面 数字图像数字图像

36、 场景元素场景元素 f(x,y)=i(x,y)r(x,y) f(x,y)=i(x,y)r(x,y) 其中其中: 0i(x,y)N : 0i(x,y)N 为入射分量为入射分量, , 0r(x,y)1 0r(x,y) m各处为零；各处为零； 抽样间隔抽样间隔Ts需满足：需满足： 或抽样频率或抽样频率fs需满足需满足 fs 2fm （或（或s 2 m） 。 mm /1/(2) s Tf 2021-9-1954 2. .图像采样定理图像采样定理 将连续调图像在二维方向划分为将连续调图像在二维方向划分为MM* *NN个网格，个网格， 每个网格用一个每个网格用一个来表示的过程。来表示的过程。 原稿的亮原稿

37、的亮 度分布度分布 在各扫描线在各扫描线 区域平均区域平均 亮度值亮度值 2021-9-1955 2021-9-1956 相邻的采样点在相邻的采样点在X X轴相差轴相差x, x,在在Y Y轴上相差轴上相差y y， 称距离称距离x x，y y为采样间隔为采样间隔(sampling interval)(sampling interval) ( , )(,) mn s x yxm x yn y ( , )( , ) ( , ) s fx yf x y s x y 采样冲击函数采样冲击函数 2021-9-1957 f(x,y)f(x,y)F(u,v)F(u,v) 傅里叶变换傅里叶变换(Fourier)

38、(Fourier) 图像坐标图像坐标 变换系数作为变换系数作为 采样值采样值 ( . )( , ) ( , ) ( , ) ( , )( , ) 11 (,) (,) 11 (,) ss mn F u vF fx yF s x y f x y F u vS u v mn F ua vbab xyxy mn F uv xyxy 2021-9-1958 设设F(u,v)F(u,v)在在u u方向和方向和v v方向的最大空间域频率为方向的最大空间域频率为 U U和和V V，则当，则当|u|U|u|U，|v|V |v|V 时，时，F(u,v)=0F(u,v)=0； 则当抽样间隔满足则当抽样间隔满足 ,

39、 ,其周期性重其周期性重 复的傅里叶变换复的傅里叶变换F(u,v)F(u,v)就不会发生混叠现象，能就不会发生混叠现象，能 完全恢复图像完全恢复图像f(x,y) f(x,y) 。 V2 1 y U2 1 x， 72PPI72PPI18PPI18PPI 2021-9-1960 非均匀量化：将样本连续灰度值不等间隔分层量化非均匀量化：将样本连续灰度值不等间隔分层量化 均匀量化：将样本连续灰度值等间隔分层量化均匀量化：将样本连续灰度值等间隔分层量化 三、图像量化三、图像量化 1 1. .量化：量化： 把抽样结果所得连续量表示的像素值离散化把抽样结果所得连续量表示的像素值离散化 为整数的操作过程。为整

40、数的操作过程。 2.2.量化误差：量化误差： 以有限个离散值来近似表示无限多个连续量以有限个离散值来近似表示无限多个连续量 所产生的误差，即量化值与实际值之差，由此产所产生的误差，即量化值与实际值之差，由此产 生的失真即量化失真或量化噪声生的失真即量化失真或量化噪声 2021-9-1961 把信号幅度的连续区间划分为把信号幅度的连续区间划分为K K个区间（个区间（ ， n=1n=1，4 4，6 6，8 8位位）所有落在某个区间的模拟值所有落在某个区间的模拟值 都用同一个整数来表示。都用同一个整数来表示。 量化后的灰度值，代表了相应的浓淡程度。量化后的灰度值，代表了相应的浓淡程度。 n 2 每个

41、色值用每个色值用8 8位位每个色值用每个色值用2 2位位 量化级别不够图像会出现伪轮廓量化级别不够图像会出现伪轮廓 false contourfalse contour 亮度等级亮度等级255255 亮度等级亮度等级6464 亮度等级亮度等级3232 亮度的量化决定了图像的灰度变化和伪轮廓现象亮度的量化决定了图像的灰度变化和伪轮廓现象 2021-9-1964 复习：复习： 1. 1.数字图像是用一个数字阵列来表示的图像。数数字图像是用一个数字阵列来表示的图像。数 字阵列中的每个数字，表示数字图像的一字阵列中的每个数字，表示数字图像的一 个最小单位，称为个最小单位，称为_像素像素_。 2.2.数

42、字图像处理可以理解为两个方面的操作：一数字图像处理可以理解为两个方面的操作：一 是从图像到图像的处理，如图像增强等；是从图像到图像的处理，如图像增强等； 二是二是_，如图像，如图像分析分析等等。 3.3.图像数字化可分为图像数字化可分为 和和 两个步骤两个步骤，是原，是原 稿数字化必须的步骤。稿数字化必须的步骤。 2021-9-1965 4.4. 决定了数字图像文件中每一像素分配到决定了数字图像文件中每一像素分配到 的色彩信息的多少的色彩信息的多少。 A. A. 图像分辨率图像分辨率 B. B. 网点分辨率网点分辨率 C. C. 光学分辨率光学分辨率 D. D. 位分辨率位分辨率 5.5.设数

43、字图像的宽度和高度分别为设数字图像的宽度和高度分别为10cm10cm、15cm15cm， 分辨率分辨率100dpi100dpi，要求印刷高度为，要求印刷高度为5 5厘米的图像，厘米的图像， 问：能否按问：能否按150LPI150LPI的加网线数印刷的加网线数印刷 A.100dpi, A.100dpi,不能不能 B.150dpi,B.150dpi,能能 C.300 dpi, C.300 dpi,能能 D.150lpi D.150lpi 不能不能 2021-9-1966 6.6.计算机断层扫描技术是计算机断层扫描技术是 在医学临床中的应用。在医学临床中的应用。 A. A.图像复原技术图像复原技术

44、B. B. 图像增强技术图像增强技术 C. C. 图像重建技术图像重建技术 D. D. 图像几何处理图像几何处理 7.7.数字图像出现伪轮廓现象是由于在图像数字化数字图像出现伪轮廓现象是由于在图像数字化 的过程中的过程中 造成的原因。造成的原因。 A. A. 采样间隔不足采样间隔不足 B. B.采样间隔过大采样间隔过大 C. C.量化级别不够量化级别不够 D.D.量化级别过多量化级别过多 2021-9-1967 四、数字图像的输入四、数字图像的输入/ /输出设备输出设备 数字化设备的基本功能数字化设备的基本功能 将一幅连续的图像转化为像素集将一幅连续的图像转化为像素集 确定每个像素的位置确定每

45、个像素的位置 测量每个像素的灰度等级测量每个像素的灰度等级 将连续采用的数据量化以产生一个整数集合将连续采用的数据量化以产生一个整数集合 在数字存储设备上写出这个整数集合在数字存储设备上写出这个整数集合 2021-9-1968 CMOSCMOS（互补金属氧化物导体）器件（互补金属氧化物导体）器件 CCDCCD（电荷藕合）元件（电荷藕合）元件 1 1. .输入设备：输入设备： 数码照相机、数码摄像机、扫描仪等 数码照相机：数码照相机： 核心核心感光器感光器 工作原理：工作原理： 当物体上反射的光线通过当物体上反射的光线通过相机中的感光器相机中的感光器转化转化 为数字信号，为数字信号，并并通过通过

46、MPUMPU（微处理器）运算处理（微处理器）运算处理， 将结果在显示屏中显示或储存于内存卡将结果在显示屏中显示或储存于内存卡 卡片相、长焦相机、数码单反三种卡片相、长焦相机、数码单反三种 数码照相机的种类数码照相机的种类 2021-9-1969 音频电路音频电路 视频电路视频电路 数码摄像机数码摄像机DVDV： 工作原理：工作原理： 光光电电数字信号的转变与传输数字信号的转变与传输 即通过即通过感光元件感光元件将光信号转变成将光信号转变成电流电流，再将，再将 模拟电信号转变成模拟电信号转变成数字信号数字信号，由专门的芯片进行，由专门的芯片进行 处理和过滤后得到的信息还原出来就是我们看到处理和过

47、滤后得到的信息还原出来就是我们看到 的动态画面了的动态画面了 2021-9-1970 扫描仪：扫描仪： 扫描仪的的类型：扫描仪的的类型： 平板扫描仪平板扫描仪 透射稿扫描仪透射稿扫描仪 数码相机数码相机 滚筒扫描仪滚筒扫描仪 CCDCCD光电转换器光电转换器 PMTPMT光电转换器光电转换器 扫描仪是利用光电技术和数字处理技术，以扫描仪是利用光电技术和数字处理技术，以 扫描方式将图形或图像信息转换为能够被计算扫描方式将图形或图像信息转换为能够被计算 机进行处理的数字信号的设备机进行处理的数字信号的设备 工作原理：工作原理： 光光电电数字信号的转变数字信号的转变 2021-9-1971 vCCD

48、CCD扫描仪特点：扫描仪特点： v动态范围较小（扫描仪动态范围较小（扫描仪 可读取的色调范围）可读取的色调范围）, , 图像暗调层次损失大图像暗调层次损失大 v扫描速度快扫描速度快 2021-9-1972 PMTPMT扫描仪扫描仪 动态范围大动态范围大, ,图像暗调层次丰富；图像暗调层次丰富； 扫描速度略慢；价格高；扫描速度略慢；价格高； 2021-9-1973 2 2. .输出设备：输出设备： 显示器显示器、投影显示设备、打印机、数码印刷机等 显示器显示器 显示器显示器 CRTCRT显示器显示器 液晶（液晶（LCDLCD）显示器）显示器 等离子显示器（等离子显示器（PDPPDP） LEDLE

49、D（发光二极管）显示器（发光二极管）显示器 8080 7474 被动发光被动发光 主动发光主动发光 平板显示器平板显示器 等离子体显示板等离子体显示板PDPPDP 发光二极管显示器发光二极管显示器LEDLED 电致发光显示器电致发光显示器ELDELD 真空荧光显示器真空荧光显示器VFDVFD 场发射显示器场发射显示器FEDFED 液晶显示器液晶显示器LCDLCD 微机电系统显示器微机电系统显示器DMDDMD 电子油墨电子油墨E-inkE-ink 7575 打印机打印机喷墨打印机喷墨打印机 激光打印机（数据转译、传送、点阵激光打印机（数据转译、传送、点阵 数据生成、输出）数据生成、输出） 点针打

50、印机点针打印机静电点针打印机静电点针打印机 针式打印机针式打印机 针式打印机：针式打印机：利用机械和电路驱动，细针和色带利用机械和电路驱动，细针和色带 喷墨打印机：喷墨打印机：利用电场（压力、充电等）控制喷利用电场（压力、充电等）控制喷 墨方向；墨方向； 静电式静电式 气泡式气泡式 压电式压电式 固体式固体式 7676 连续喷墨（连续喷墨（continuousinkjetcontinuousinkjet） 按需喷墨（按需喷墨（drop-on-demanddrop-on-demand） 电凝成像技术电凝成像技术 磁记录数字磁记录数字黑白影像黑白影像 静电成像数字静电成像数字 电凝聚数字电凝聚数字