数字图像处理及应用
数字图像处理技术发展与应用
数字图像处理技术发展与应用数字图像处理技术是指利用计算机对图像进行处理、分析、存储和传输的技术。
随着计算机技术和数字信号处理技术的发展，数字图像处理技术也得到了极大的发展。
这项技术已经广泛应用于医学、军事、环境、电子商务等领域。
数字图像处理技术发展简史：数字图像处理技术的发展经历了以下几个阶段：（1）数字图像采集阶段：20世纪50年代相机的普及使得物理图像被转化为影像，此后相似设备的提升促进了数字图像采集设备的发展。
（2）数字信号处理技术阶段：数字电视和数字化显微镜、数字照相机等设备的出现，使得数字信号处理技术得到迅猛发展。
（3）计算机视觉阶段：计算机视觉利用了数字图形处理技术来分析现实世界，做出更加精准和智能的决策，减少人的参与。
数字图像处理技术应用领域：数字图像处理技术可以对图像进行增强、滤波、分割和压缩等处理。
随着技术的不断发展，数字图像处理技术的应用也越来越广泛。
（1）医学诊断领域：数字图像处理对医学影像诊断有很好的应用。
如CT，MRI影像的处理和分析都依赖于数字图像处理技术。
（2）安防领域：数字图像处理技术的视觉辨认能力可以用于安全领域的人脸识别、车牌识别等，从而提高安全检测的效率和精度。
（3）电子商务领域：数字图像处理技术可以用于产品展示、商品搜索和客户关系管理等方面，使得电子商务更加便捷和高效。
（4）游戏和虚拟现实领域：数字图像处理技术不仅用于计算机游戏的制作，还用于虚拟现实技术的开发。
数字图像处理技术未来发展方向：随着技术的不断进步，数字图像处理技术的发展将朝着更加高效和智能的方向发展。
例如，人工智能可以通过机器学习和深度学习等算法实现目标检测、分类、识别等功能，并将在数字图像处理领域得到更广泛的应用。
在未来，数字图像处理技术的发展将催生出更多新的应用领域和新的商业模式，推动数字经济的发展。
数字图像处理技术及其在医学图像中的应用
数字图像处理技术及其在医学图像中的应用数字图像处理技术是对数字图像进行处理和分析的方法，可以通过对图像的像素进行处理来改善图像的质量。
在医学领域，数字图像处理技术可以用于对医学图像进行分析和处理，从而帮助医生更准确地诊断疾病。
数字图像处理技术的基础是数学和计算机科学。
在数字图像处理中，每一张图像都被看作由像素组成的数字矩阵。
通过对这个矩阵进行运算、滤波、去噪等操作，可以改善图像的质量，更好地表达图像中的信息。
在医学图像处理中，常用的数字图像处理技术包括图像增强、图像分割、图像注册、图像配准、智能分析等。
下面将介绍其中几种常用的数字图像处理技术。
1. 图像增强图像增强旨在通过改善图像的亮度、对比度和清晰度等方面来提高图像质量。
对于医学图像，图像增强可以使影像更加清晰，更容易识别图像中的特征。
常用的图像增强方法包括直方图均衡化、对比度拉伸、滤波和锐化等。
2. 图像分割图像分割是将医学图像中的区域分开，以便更好地分析和处理。
在医学诊断中，图像分割的应用非常广泛。
例如，在 CT 或 MRI 中，医生需要分离出瘤体等异常区域以进行病情分析。
常用的图像分割方法包括阈值分割、区域生长、边缘检测和形态学操作等。
3. 图像配准图像配准是将不同时间、不同部位、不同成像方式获得的医学图像进行比较和匹配的过程。
图像配准可以用于不同时间取得的 CT 或 MRI 图像进行比较，以便更好地分析病情的发展。
同时，图像配准还可以将不同成像方式的图像进行拼接，以便更好地观察病情。
常用的图像配准方法包括基于特征点的配准和基于强度的配准等。
4. 智能分析智能分析是将数字图像处理技术与人工智能技术相结合，对医学图像进行分析、识别和分类。
例如，在乳腺癌筛查中，可以使用智能分析技术自动识别乳腺钙化或肿块等异常情况。
智能分析技术可以提高诊断的准确性，减少误诊率。
常用的智能分析技术包括卷积神经网络 (CNN)、支持向量机 (SVM)、决策树和深度学习等。
数字图像处理技术的应用
数字图像处理技术的应用随着计算机技术的不断发展，我们的生活中越来越多地出现数字图像。
随着这种图像的增多，数字图像处理技术也变得更加重要。
数字图像处理技术是一种将数字图像转换为更好的形式的技术。
它可以从图像中提取智能信息，以便在许多领域中使用和分析。
数字图像处理技术应用广泛，在医学、工业、科学研究、安全及视频监控、娱乐等领域中都起到了重要的作用。
在医学领域中，数字图像处理技术被应用于各种形式的医学图像。
例如，医生可以使用数字图像处理技术来处理X光图像、CT扫描图像和MRI图像。
这些技术允许医生更好地识别疾病和损伤，从而更准确地进行诊断和治疗。
此外，医生还可以使用数字图像处理技术进行手术规划和定位，以确保手术成功。
在工业方面，数字图像处理技术可以用于各种不同的应用。
例如，它可以用于检测制造过程中的缺陷和损伤，以便及时处理。
它也可以用于质量控制，以确保制造的产品达到标准。
在科学研究方面，数字图像处理技术可以帮助科学家对实验数据进行分析。
例如，科学家可以使用数字图像处理技术来分析显微镜图像，以了解细胞结构和变化。
此外，数字图像处理技术还可以用于研究气候变化和地球监测等领域。
在安全及视频监控方面，数字图像处理技术可以帮助人们更好地监控和保护他们的财产和安全。
例如，数字图像处理技术可以用于监测银行ATM机的使用，以确保安全和防止欺诈。
此外，在视频监控领域，数字图像处理技术可以用于检测不寻常的活动和行为，以便识别潜在的犯罪行为。
在娱乐方面，电影制作中数字图像处理技术已经变得越来越普遍。
数字图像处理技术可以用于创造特殊效果和增强电影的视觉吸引力。
此外，在电子游戏中，数字图像处理技术可以用于创造更逼真的游戏世界和角色。
总之，数字图像处理技术在各个领域中都扮演着重要角色。
它不仅可以提高工作效率和准确性，还可以帮助实现更安全和可靠的生活。
随着这种技术的不断发展，我们可以期待更广泛的应用和更高效的结果。
数字图像处理技术分析及应用
数字图像处理技术分析及应用数字图像处理技术是指利用计算机技术对数字图像进行处理和分析的一种技术。
在现代科技应用中，数字图像处理技术已经成为一个不可或缺的技术手段，它被广泛应用在医学图像处理、航空航天、地理信息系统、军事侦察等领域。
本文将从图像处理的基本原理、几种主要的数字图像处理技术以及他们的应用等多个方面对数字图像处理技术进行分析并探讨其未来发展的前景。
数字图像处理技术的基本原理数字图像处理技术的处理对象是数字图像，因此我们先来了解一下数字图像。
数字图像是以像素为基本单位构成的二维矩阵，每个像素点都有着不同的灰度值或彩色值。
例如一张640x480像素的数字图像，它以640列480行像素矩阵的形式构成，而每个像素点的灰度值或彩色值则通常使用8位表示 (0~255)。
数字图像处理技术主要分为图像预处理、图像增强、图像分割、物体识别等几个方面。
其中，基本的数字图像处理步骤包括：数字图像采集、数字图像存储、数字图像预处理、数字图像处理、数字图像输出和图像後处理等。
数字图像的预处理通常起到降低信号噪声，使得图像处理更加舒适准确的作用。
这部分通常涉及到灰度校正，增加对比度、噪声去除等处理。
图像增强则是在原始图像的基础上通过各种算法将图像更加清晰、明亮、细节更加丰富。
包括了灰度变换、傅里叶变换、滤波等等。
数字图像处理技术的应用数字图像处理技术在现代科技应用中所起的作用是无可替代的。
它不仅可以应用到人们日常生活，例如手机的拍照功能、智能家居中的人脸识别等，还可以应用在医学图像处理、大气环境监测和地理信息系统等领域。
1、医学图像处理医疗保健产业是数字图像处理领域的一个重要研究领域，应用于医生的辅助诊断和手术操作上。
在医疗保健领域中，数字图像处理技术主要涉及到CT扫描、磁共振成像、超声成像等众多医疗成像模式的图像等。
比如说在癌症治疗中，数字图像处理技术被应用于癌症的早期诊断、疾病的定量评估以及疾病的治疗等。
例如对于癌症肿瘤的辅助诊断和治疗方向的确定、对于神经元的特征提取和定量评估等方面，都有着非常广泛的应用。
数字图像处理的应用及原理
数字图像处理的应用及原理1. 应用领域数字图像处理是一种通过计算机对图像进行操作和处理的技术。
它广泛应用于以下领域：1.1 医学图像处理医学图像处理是数字图像处理的一个重要应用领域。
医学图像处理技术可以帮助医生和医学研究人员更好地观察和分析医学图像，从而提高医学诊断和治疗的准确性。
常见的医学图像包括X射线、MRI和CT扫描图像等。
•对医学图像进行图像增强，包括降噪、增强对比度等操作，以帮助医生更清晰地观察图像细节；•运用图像分割技术将医学图像中的组织和器官分离开来，以帮助医生定位和识别异常情况；•运用图像配准技术将多个医学图像进行对齐，以便进行比较和分析等。
1.2 机器视觉机器视觉是数字图像处理在工业及机器人领域的应用。
通过机器视觉技术，计算机可以获取并分析图像信息，从而实现自动化和智能化的控制和决策。
•使用机器视觉技术进行产品质量检测，包括缺陷检测、尺寸测量等；•运用机器视觉技术进行目标检测和跟踪，如自动驾驶车辆中的车道线检测和物体识别；•运用机器视觉技术进行图像识别和分类，如人脸识别、物体分类等。
1.3 数字图像合成与虚拟现实数字图像处理还应用于图像合成和虚拟现实等方面。
•使用图像合成技术将多个图像进行混合和合成，生成新的图像；•运用虚拟现实技术将数字图像与现实场景进行融合，实现沉浸式的交互体验。
2. 原理介绍数字图像处理的原理基于对图像的采样、量化和编码。
2.1 图像采样图像采样是将连续的图像信号转化为离散的图像数据的过程。
常见的图像采样方法包括最近邻采样和双线性插值采样。
•最近邻采样直接取离采样点最近的像素值作为采样结果；•双线性插值采样通过对相邻像素进行加权平均来计算采样结果。
2.2 图像量化图像量化是将连续的图像灰度值转化为离散的取值范围的过程。
常见的图像量化方法有均匀量化和非均匀量化。
•均匀量化将图像灰度值等间隔地划分为若干个区间，并为每个区间分配一个离散的灰度值；•非均匀量化将图像灰度值根据人眼对亮度的感知特性进行划分，使得亮度变化较大的区域有更多的灰度级。
数字图像处理技术的应用前景
数字图像处理技术的应用前景数字图像处理技术是一种以数字信号处理为基础的技术领域，它利用计算机和数学方法对数字图像进行分析、处理、传输和存储。
这种技术在医学、工业、安检、娱乐、科学研究等领域有着广泛的应用。
随着信息技术的不断发展和成熟，数字图像处理技术的应用前景也愈加广阔。
一、医学领域数字图像处理技术在医学领域有着广泛的应用前景。
例如，数字图像处理技术可以用来对医学影像进行分析和处理，帮助病人更准确的诊断和治疗疾病。
数字图像处理技术也可以用来提高医生的诊断效率和准确度。
比如，医学影像智能诊断系统基于数字图像处理技术，能够快速准确的判定患者的病情，帮助医生更快地做出治疗方案。
二、安检领域近年来，随着恐怖袭击事件的频繁发生，安检工作显得尤为重要。
数字图像处理技术的应用则可以让安检更加准确和高效。
例如，数字图像处理技术可以通过对人体成像进行分析从而识别出可疑物品或危险品，并且对图像中的异常情况进行自动报警。
数码相机在安检中也有着重要的应用。
利用数码相机拍摄视频图像，并通过数字图像处理技术对图像进行分析和识别，能够更加准确、更靠谱地判断通过安检通道的人员是否带有危险品。
三、科学研究领域数字图像处理技术在科学研究领域的应用领域也很广泛。
例如，地震中使用的地震波记录、天文观测中使用的星像以及气象预报中使用的卫星图像等，都需要大量的数字图像处理技术来进行分析和处理。
此外，数字图像处理技术还可以用来分析和处理生物医学数据，如基因图像和脑电图等。
四、娱乐领域数字图像处理技术在娱乐领域有着广泛的应用前景。
例如，许多娱乐产业如游戏、电影、电视等需求各种形式的数字图像处理技术。
数字动漫、虚拟现实等娱乐产业也离不开数字图像处理技术。
在现在的电竞行业中，数字化技术的应用，基本都离不开数字图像处理技术，手游设计、游戏美工、视频图像等都需要数字图像处理技术的技术支撑。
五、工业在工业生产领域，数字图像处理技术可以用来进行产品质量监督、缺陷检测和尺寸测量等。
数字图像处理技术
数字图像处理技术数字图像处理技术是一种针对数字图像进行处理和分析的技术。
随着计算机技术的不断发展和普及，数字图像处理技术在图像处理领域中扮演着越来越重要的角色。
本文将详细介绍数字图像处理技术的概念、原理、应用及未来发展方向。
概念数字图像处理技术是指利用计算机对数字图像进行处理和分析的技术。
数字图像是通过像素表示的图像，而像素是图像最小的单元，每个像素都有其特定的数值表示颜色和亮度。
数字图像处理技术可以对图像进行各种操作，如增强图像的质量、提取图像特征、恢复图像信息等。
原理数字图像处理技术的原理主要包括图像获取、图像预处理、图像增强、图像分割、特征提取和图像识别等基本步骤。
1.图像获取：通过相机或扫描仪等设备获取数字图像，将图像转换为数字信号。
2.图像预处理：对原始图像进行去噪、几何校正、尺度变换等预处理操作，以提高后续处理的效果。
3.图像增强：通过直方图均衡化、滤波等方法增强图像的对比度、亮度等特征。
4.图像分割：将图像分割成若干个区域或对象，以便更好地分析和处理图像。
5.特征提取：提取图像中的特征信息，如颜色、纹理、形状等，为图像识别和分类提供依据。
6.图像识别：利用机器学习、深度学习等算法对图像进行分类、识别和分析。
应用数字图像处理技术在各个领域都有广泛的应用，如医疗影像分析、无人驾驶、安防监控、智能交通等。
以下列举一些典型的应用场景：•医疗影像分析：利用数字图像处理技术分析医学影像，辅助医生进行疾病诊断和治疗。
•安防监控：通过视频监控系统、人脸识别技术等实现对安全领域的监控和警报。
•智能交通：通过交通监控系统、车辆识别技术等提高交通管理效率和道路安全。
未来发展数字图像处理技术在人工智能、物联网等新兴技术的推动下不断发展和创新，未来的发展方向主要包括以下几个方面：1.深度学习在图像处理中的应用：深度学习技术在图像分类、目标检测等方面取得重大突破，将在数字图像处理领域得到更广泛的应用。
2.虚拟现实与增强现实：数字图像处理技术将与虚拟现实、增强现实技术结合，实现更加沉浸式的用户体验。
数字图像处理的应用
数字图像处理的应用引言数字图像处理是一种通过对数字图像进行一系列操作和处理来改变图像的外观或提取有用信息的技术。
随着计算机技术的进步，数字图像处理在很多领域中得到了广泛的应用。
医学图像处理医学图像处理是数字图像处理的一个重要应用领域。
通过对医学图像的处理和分析，可以帮助医生进行疾病的诊断和治疗。
例如，通过对CT扫描图像进行分割和重建，可以获取人体内部组织的三维结构信息。
另外，医学图像处理还可以应用于肿瘤检测、病变识别、器官配准等方面。
印刷图像处理数字图像处理在印刷行业中也有着重要的应用。
通过对印刷图像的处理，可以提高图像的质量和清晰度，使得印刷品更加美观。
例如，可以通过去除图像中的噪声、调整图像的亮度和对比度来改善图像的质量。
此外，数字图像处理还可以用于自动化印刷检测和识别技术。
安全监控图像处理数字图像处理在安全监控领域中也起着重要的作用。
通过对监控图像的处理和分析，可以实现对安全隐患的监测和预警。
例如，可以通过人脸识别技术对监控图像中的人物进行识别和跟踪。
此外，还可以通过图像处理技术对图像中的异常行为进行检测和分析。
遥感图像处理遥感图像处理是数字图像处理的一个重要领域。
通过对遥感图像的处理，可以获取地表覆盖的信息，并进行环境监测和资源调查。
例如，可以通过遥感图像进行土地利用和地形分析，以及植被分类和水体检测等。
艺术图像处理数字图像处理在艺术领域中也有着广泛的应用。
通过对艺术图像的处理，可以创造出各种视觉效果和艺术效果。
例如，可以通过滤镜和特效对图像进行处理，使得图像具有独特的艺术风格和表达方式。
此外，数字图像处理还可以应用于虚拟现实、增强现实等艺术形式。
结论数字图像处理在医学、印刷、安全监控、遥感和艺术等领域中都有着广泛的应用。
随着技术的不断发展，数字图像处理将在更多领域中发挥重要作用，并为我们的生活带来更多便利和创新。
因此，深入理解和研究数字图像处理技术对于我们来说非常重要。
数字图像处理技术的应用
数字图像处理技术的应用随着数字化时代的到来，数字图像处理技术已经成为了一种非常重要、十分常用的技术手段。
数字图像处理技术可以通过对图像进行不同的图像算法操作，使得图像及其特征得到快速、准确、全面的提取和实现。
数字图像处理技术广泛应用于多个领域，比如医学、工业制造、机器人、军事等等，下面将具体介绍数字图像处理技术应用于以下几个领域。
I. 医学影像图像处理技术医学领域是数字图像处理技术应用最为广泛的一个领域。
医学影像图像处理技术可以通过对医学影像进行处理和分析，提高对人体的分析和诊断能力。
例如，数字图像处理技术通过制定影像分析和测量算法，可以对X射线、MRI和CT等医学成像图像进行分析和处理，从而提供准确的内部结构信息，进一步推进人类医学研究的发展。
II. 工业制造图像处理技术工业制造领域是数字图像处理技术另一个广泛应用的领域，它的主要应用包括： 1) 质量控制；2) 生产线分析；3) 错误检测等等。
数字图像处理技术可以通过对工业成像进行处理和分析，提高对生产线和零件的识别和检测。
例如，数字图像处理技术可以采用特定的算法对LED芯片进行质量检测，检测出芯片表面的问题或损坏等问题，在保证生产质量的同时，提高制造企业的经济效益。
III. 机器人视觉图像处理技术机器人视觉技术是指让机器人具备“看”和“识别”的能力，这一技术需要机器获取周围环境的信息，并在获取的信息上进行特征提取、识别、分类等操作，从而使得机器人能够在不同的环境中自主地完成指定任务。
数字图像处理技术是机器人视觉图像处理技术的重要支持技术。
例如，许多机器人在执行不同任务时，往往需要对环境中的情况进行实时拍摄和分析，从而保证机器人任务的完成。
IV. 建筑监控图像处理技术现代城市中的监控摄像头等安防设备的使用越来越广泛，数字图像处理技术也在这一领域得到了广泛应用。
数字图像处理技术可以对建筑监控系统中采集的数据进行处理和分析，从而实现事件检测、目标识别、物体跟踪等操作。
数字图像处理
数字图像处理概述数字图像处理是一项广泛应用于图像处理和计算机视觉领域的技术。
它涉及对数字图像进行获取、处理、分析和解释的过程。
数字图像处理可以帮助我们从图像中提取有用的信息，并对图像进行增强、复原、压缩和编码等操作。
本文将介绍数字图像处理的基本概念、常见的处理方法和应用领域。
数字图像处理的基本概念图像的表示图像是由像素组成的二维数组，每个像素表示图像上的一个点。
在数字图像处理中，我们通常使用灰度图像和彩色图像。
•灰度图像：每个像素仅包含一个灰度值，表示图像的亮度。
灰度图像通常表示黑白图像。
•彩色图像：每个像素包含多个颜色通道的值，通常是红、绿、蓝三个通道。
彩色图像可以表示图像中的颜色信息。
图像处理的基本步骤数字图像处理的基本步骤包括图像获取、前处理、主要处理和后处理。
1.图像获取：通过摄像机、扫描仪等设备获取图像，并将图像转换为数字形式。
2.前处理：对图像进行预处理，包括去噪、增强、平滑等操作，以提高图像质量。
3.主要处理：应用各种算法和方法对图像进行分析、处理和解释。
常见的处理包括滤波、边缘检测、图像变换等。
4.后处理：对处理后的图像进行后处理，包括去隐私、压缩、编码等操作。
常见的图像处理方法滤波滤波是数字图像处理中常用的方法之一，用于去除图像中的噪声或平滑图像。
常见的滤波方法包括均值滤波、中值滤波、高斯滤波等。
•均值滤波：用一个模板覆盖当前像素周围的像素，计算平均灰度值或颜色值作为当前像素的值。
•中值滤波：将模板中的像素按照灰度值或颜色值大小进行排序，取中值作为当前像素的值。
•高斯滤波：通过对当前像素周围像素的加权平均值来平滑图像，权重由高斯函数确定。
边缘检测边缘检测是用于寻找图像中物体边缘的方法。
常用的边缘检测算法包括Sobel 算子、Prewitt算子、Canny算子等。
•Sobel算子：通过对图像进行卷积运算，提取图像中的边缘信息。
•Prewitt算子：类似于Sobel算子，也是通过卷积运算提取边缘信息，但采用了不同的卷积核。
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图像采集系统原理框图
照明系统提供光源，照射被采集对象(景物)，为光／电转换系 统提供足够亮度的光强度信号。同步系统提供整个图像采集系统的 时钟同步信号，以使系统中的所有部件同步动作。扫描系统是图像 采集系统的固有部分，它通过对整幅图像的扫描实现被采样图像空 间坐标的离散化，并获得每一个采样点的光强度值。扫描可以采用 机械手段、电子束或者集成电路来完成。光/电转换系统负责把扫 描系统输出的与采样点属性对应的光信号转换为电信号，并提供必 要的放大处理以与A／D转换系统相匹配。从光／电转换系统输出 的电信号进入A／D转换系统。经过采样／保持、A／D转换，转换 成数字信号输出，供存储、显示、传输和其他处理。
这样，从左上角开始，纵向第 i 行，横向第j列的第（i，j）像素就 存储到矩阵的元素f（i，j）中，数字图像中的像素与二维矩阵中的 每个元素便一一对应起来。（a）所示图像可用图（c）所示矩阵表 示。
(a) 原图像
（b）像素组成的图像 图 数1. 采样
图像信号是二维空间的信号，其特点是：它是一个以平面上的
量化示意图
一幅图像在采样时，行、列的采样点与量化时每个像素量化的 级数，既影响数字图像的质量，也影响到该数字图像数据量的大小。 假定图像取M×N个样点，每个像素量化后的灰度二进制位数为Q， 一般Q总是取为2的整数幂，即Q = 2k, 则存储一幅数字图像所需的 二进制位数b为
b M N Q
字节数为
第一章 数字图像处理基础
1.1 图像及图像的数字化 1.2 图像的采集及常用格式 1.3 数字图像处理及主要应用 1.4 MATLAB及其在图像处理中的应用
1.1 图像及图像的数字化
1.1.1 图像及分类
图像是自然界景物的客观反映，是人类认识世界和人类本身的 重要源泉。“图”是物体反射或透射光的分布，它是客观存在的， 而“像”是人的视觉系统所接收的图在人脑中所形成的印象或认识。 总之，凡是人类视觉上能感受到的信息，都可以称为图像。就其本 质来说，可以将图像分为两大类：
一类是模拟图像，包括光学图像、照相图像、电视图像等。 另一类是将连续的模拟图像经过离散化处理后变成计算机能够 辨识的点阵图像，称为数字图像。 本书中涉及到的图像处理都是指数字图像的处理。
1.1.2 图像的数学模型
在计算机中，图像由像素组成，如图（a）所示图像被分割成图 （b）所示的像素，各像素的灰度值用整数表示。
对一幅图像，当量化级数一定时，采样点数M×N对图像质量 有着显著的影响。采样点数越多，图像质量越好； 当采样点数减 少时，图上的块状效应就逐渐明显。
不同采样点数对图像质量的影响
同理，当图像的采样点数一定时，采用不同量化级数的图像质 量也不一样。如图所示，量化级数越多，图像质量越好，当量化级 数越少时，图像质量越差，量化级数最小的极端情况就是二值图像， 图像出现假轮廓。
图 采样示意图 如果是彩色图像，则是以三基色(RGB)的明亮度作为分量的二 维矢量函数来表示。即
f(x,y)= fR (x, y) fG (x, y) fB (x, y)T
同一维信号一样，二维图像信号的采样也要遵循采样定理。二 维信号采样定理与数字电路中讲的一维信号采样定理类似。
2. 量化
模拟图像经过采样后，在时间和空间上离散化为像素。但采样 所得的像素值（即灰度值）仍是连续量。把采样后所得的各像素的 灰度值从模拟量到离散量的转换称为图像灰度的量化。图（a）说 明了量化过程。若连续灰度值用z来表示，对于满足zi≤z≤zi+1的z 值，都量化为整数qi。qi称为像素的灰度值，z与qi的差称为量化误 差。一般，像素值量化后用一个字节（8 bit）来表示。把由黑— 灰—白的连续变化的灰度值， 量化为0～255共256级灰度值，灰度 值的范围为0～255，0为黑色，255为白色 。表示亮度从深到浅， 对应图像中的颜色为从黑到白。
一般，当限定数字图像的大小时, 为了得到质量较好的图像可 采用如下原则：
（1） 对缓变的图像，应该细量化，粗采样，以避免假轮廓。 （2） 对细节丰富的图像，应细采样，粗量化，以避免模糊（混 叠 ）。
1.2 图像的采集及常用格式
1.2.1 图像的采集 1. 图像采集系统
图是图像采集系统原理框图，它可以分成照明系统、同步系统、 扫描系统、光／电转换系统、A／D转换系统五个部分。
(a) 原图像
（b）像素组成的图像 图 数字图像
(c) 二维矩阵
一幅M×N个像素的数字图像，其像素灰度值可以用M行、N列的
矩阵f（i，j）表示：
f11
f12
f
(i,
j)
f 21
f 22
fM1
fM 2
f1N
f2N
f MN
习惯上把数字图像左上角的像素定为（1，1）像素，右下角
的像素定为（M，N）像素。若用 i 表示垂直方向，j表示水平方向，
点作为独立变量的函数。例如黑白与灰度图像是用二维平面情况下
的浓淡变化函数来表示的，通常记为 f(x，y)，它表示一幅图像在 水平和垂直两个方向上的光照强度的变化。图像f(x，y)在二维空域 里进行空间采样时，常用的办法是对f(x，y)进行均匀抽样。取得各 点的亮度值，构成一个离散函数f(i，j)。其示意图如图所示。
B M NQ 8
连续灰度值量化为灰度级的方法有两种，一种是等间隔量化， 另一种是非等间隔量化。等间隔量化就是简单地把采样值的灰度范 围等间隔地分割并进行量化。对于像素灰度值在黑—白范围较均匀 分布的图像，这种量化方法可以得到较小的量化误差。该方法也称 为均匀量化或线性量化。为了减小量化误差，引入了非均匀量化的 方法。
非均匀量化是依据一幅图像具体的灰度值分布的概率密度函数， 按总的量化误差最小的原则来进行量化。具体做法是对图像中像素 灰度值频繁出现的灰度值范围，量化间隔取小一些，而对那些像素 灰度值极少出现的范围，则量化间隔取大一些。由于图像灰度值的 概率分布密度函数因图像不同而异，所以不可能找到一个适用于各 种不同图像的最佳非等间隔量化方案。因此，实际上一般都采用等 间隔量化。
高等教育 “ 十二五 ” 规划教材
数字图像处理及应用
(MATLAB版)
杨 帆 等 编著
化学工业出版社
目录
第1章 数字图像处理基础 第2章 数字图像变换技术 第3章 图像增强及去噪技术 第4章 图像分割与特征分析 第5章 数字视频及压缩编码技术 第6章 数字图像处理实例分析 第7章 数字图像处理软件设计 第8章 数字图像处理实验