決定了所得數(shù)字圖像的“文件格式”。數(shù)字化后得到的圖像數(shù)據(jù)量十分巨大,必須采用編碼技術(shù)來(lái)壓縮其信息量;在一定意義上講,編碼壓縮技術(shù)是實(shí)現(xiàn)圖像傳輸與儲(chǔ)存的關(guān)鍵。為了使圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)化,國(guó)際電信聯(lián)盟、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO和國(guó)際電工委員會(huì)IEC已經(jīng)制定并繼續(xù)制定一系列靜止和活動(dòng)圖像編碼的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),已批準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)主要有JPEG標(biāo)準(zhǔn)、MPEG標(biāo)準(zhǔn)、H.261等。
本教程操作環(huán)境:windows7系統(tǒng)、Dell G3電腦。
圖像數(shù)字化過(guò)程中的編碼方式?jīng)Q定了所得數(shù)字圖像的“文件格式”。
圖像數(shù)字化是將空間分布和亮度取值軍連續(xù)分布的模擬圖像經(jīng)采樣和量化轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)能夠處理的數(shù)字圖像的過(guò)程。
即將一幅畫(huà)面轉(zhuǎn)化成計(jì)算機(jī)能處理的形式——數(shù)字圖像的過(guò)程。
圖像數(shù)字化的具體過(guò)程
要在計(jì)算機(jī)中處理圖像,必須先把真實(shí)的圖像(照片、畫(huà)報(bào)、圖書(shū)、圖紙等)通過(guò)數(shù)字化轉(zhuǎn)變成計(jì)算機(jī)能夠接受的顯示和存儲(chǔ)格式,然后再用計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析處理。圖像的數(shù)字化過(guò)程主要分采樣、量化與編碼三個(gè)步驟。
采樣
采樣的實(shí)質(zhì)就是要用多少點(diǎn)來(lái)描述一幅圖像,采樣結(jié)果質(zhì)量的高低就是用前面所說(shuō)的圖像分辨率來(lái)衡量。簡(jiǎn)單來(lái)講,對(duì)二維空間上連續(xù)的圖像在水平和垂直方向上等間距地分割成矩形網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),所形成的微小方格稱(chēng)為像素點(diǎn)。一副圖像就被采樣成有限個(gè)像素點(diǎn)構(gòu)成的集合。例如:一副640*480分辨率的圖像,表示這幅圖像是由640*480=307200個(gè)像素點(diǎn)組成。
如下圖所示,左圖是要采樣的物體,右圖是采樣后的圖像,每個(gè)小格即為一個(gè)像素點(diǎn)。
采樣頻率是指一秒鐘內(nèi)采樣的次數(shù),它反映了采樣點(diǎn)之間的間隔大小。采樣頻率越高,得到的圖像樣本越逼真,圖像的質(zhì)量越高,但要求的存儲(chǔ)量也越大。
在進(jìn)行采樣時(shí),采樣點(diǎn)間隔大小的選取很重要,它決定了采樣后的圖像能真實(shí)地反映原圖像的程度。一般來(lái)說(shuō),原圖像中的畫(huà)面越復(fù)雜,色彩越豐富,則采樣間隔應(yīng)越小。由于二維圖像的采樣是一維的推廣,根據(jù)信號(hào)的采樣定理,要從取樣樣本中精確地復(fù)原圖像,可得到圖像采樣的奈奎斯特(Nyquist)定理:圖像采樣的頻率必須大于或等于源圖像最高頻率分量的兩倍。
采樣頻率是指一秒鐘內(nèi)采樣的次數(shù),它反映了采樣點(diǎn)之間的間隔大小。采樣頻率越高,得到的圖像樣本越逼真,圖像的質(zhì)量越高,但要求的存儲(chǔ)量也越大。
在進(jìn)行采樣時(shí),采樣點(diǎn)間隔大小的選取很重要,它決定了采樣后的圖像能真實(shí)地反映原圖像的程度。一般來(lái)說(shuō),原圖像中的畫(huà)面越復(fù)雜,色彩越豐富,則采樣間隔應(yīng)越小。由于二維圖像的采樣是一維的推廣,根據(jù)信號(hào)的采樣原理,要從取樣樣本中精確地復(fù)原圖像,可得到圖像采樣的奈奎斯特(Nyquist)定理:圖像采樣的頻率必須大于或等于源圖像最高頻率分量的兩倍。 [3]
量化
量化是指要使用多大范圍的數(shù)值來(lái)表示圖像采樣之后的每一個(gè)點(diǎn)。量化的結(jié)果是圖像能夠容納的顏色總數(shù),它反映了采樣的質(zhì)量。
例如:如果以4位存儲(chǔ)一個(gè)點(diǎn),就表示圖像只能有16種顏色;若采用16位存儲(chǔ)一個(gè)點(diǎn),則有216=65536種顏色。所以,量化位數(shù)越來(lái)越大,表示圖像可以擁有