图像的数字化表示
图像数字化
图像数字化是计算机图像处理之前的基本步骤，目的是把真实的图像转变成计算机能够接受的存储格式。
数字化过程分为采样与量化处理两个步骤，采样的实质就是要用多少点来描述一张图像，比如，一幅640×480的图像，就表示这幅图像是由307200个点所组成。
量化是指要使用多大范围的数值，来表示图像采样之后的每一个点。
这个数值范围包括了图像上所能使用的颜色总数，例如，以4个bits存储一个点，就表示图像只能有16种颜色，数值范围越大，表示图像可以拥有越多的颜色，自然可以产生更为细致的图像效果。
量化的结果是图像能够容纳的颜色总数。
两者的基本问题都是视觉效果与存储空间的取舍问题。
一个图像是如何数字化的呢？不妨从一张玩具鸭子图片说起。
首先要把图片打格子分成若干小块，每块用一个数字来表示一种颜色。
如果图像是纯黑白两色的，那每块只用1或0表示即可。
若图像是16色的，每块用4位二进数表示，因为2^4=16，即4位二进制有16种组合，每种组合表示一种颜色就行了。
真彩色位图的每个小块，都是由不同等级的红绿蓝三种色彩组合的，如图所示，每种颜色有2^8个等级，所以共有2^24种颜色，因此每小块需要24位二进制数来表示。
可见，数字图像越艳丽，则需要记录的二进制数就越多越长。
除此之外，打的格子越密，则一副图的总数据量就越大，此例中鸭子图片分成了11×14=154块，按真彩色位图来计算，则总数据量为154×24=3696比特。
这些小格子显然是太大了，不能表现图片的细节，实际中的格子要密得多，例如1024×768，这是大家都熟悉的显示分辩率。
看这张滑雪图，人体的色彩变化比较大，而天空和雪的色彩却非常单调，可以想象，代表每个小格颜色的数值也应该非常接近，图右下的原始数据是8个相邻格子的色彩数据，由于两个相邻格子的数据差异很小，所以可以用第一个格式数据当作第二个格子数据的预测值，经实际测量后，把真实值与预测值的差值求出来，并用这个差值来表示第二个格子的色彩。
数字图像处理 第2章 图像的数字化与显示
（2.20）
2.3.3 空间与灰 度级分辨率
对一幅图像，当量化级数Q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，图像越小，图 上的块状效应就逐渐明显。
图像的采样与数字图像的质量
图像的量化与数字图像的质量
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。
2.2 图像场取样
2.2.1 取样和量化的基本概念
数字化包括取样和量化两个过程 ：
取样(sampling)：对空间连续坐标(x, y)的 离散化 量化(quantization)：幅值 f (x, y)的离散化
（a）连续图像
（b）数字化结果
图2.1 图像的数字化过程
(a)
(b)
图2.2 采样网格 (a) 正方形网格; (b) 正六角形网格
截止频率。
u U c , v Vc u U c , v Vc
（2.8）
其中 U c , Vc 对应于空间位移变量x和y的最高
则当采样周期
x, y满足
（2.9）
1 u s 2U c x 1 vs 2Vc y
此时，通过采样信号 f ( mx, ny ) 能唯一地恢 复或重构出原图像信号f (x,y)。该条件称为 Nyquist采样定理。
• 2.3.1
•
标量量化
标量量化：将数值逐个量化 。 例：假设抽样信号的范围是0~5 V，将它分为8等
分，这样就有8个量化电平，分别是5/8 V，10/8 V，15/8 V，…，35/8 V。 对每一个采样将它量化为离它最近的电平。 在量化后，为了能在数字信号处理系统中处理 二进制码，还必须经过编码操作。
数字图像处理知识点总结
数字图像处理知识点总结第一章导论1.图像：对客观对象的一种相似性的生动性的描述或写真。
2.图像分类：按可见性（可见图像、不可见图像），按波段数（单波段、多波段、超波段)，按空间坐标和亮度的连续性(模拟和数字）。
3.图像处理：对图像进行一系列操作，以到达预期目的的技术。
4.图像处理三个层次：狭义图像处理、图像分析和图像理解.5.图像处理五个模块：采集、显示、存储、通信、处理和分析.第二章数字图像处理的基本概念6.模拟图像的表示：f（x，y)＝i（x，y）×r（x，y)，照度分量0< i（x，y)〈∞ ，反射分量0 <r(x,y）<1。
7.图像数字化:将一幅画面转化成计算机能处理的形式-—数字图像的过程。
它包括采样和量化两个过程。
像素的位置和灰度就是像素的属性。
8.将空间上连续的图像变换成离散点的操作称为采样.采样间隔和采样孔径的大小是两个很重要的参数。
采样方式：有缝、无缝和重叠.9.将像素灰度转换成离散的整数值的过程叫量化.10.表示像素明暗程度的整数称为像素的灰度级(或灰度值或灰度）。
11.数字图像根据灰度级数的差异可分为:黑白图像、灰度图像和彩色图像.12.采样间隔对图像质量的影响：一般来说，采样间隔越大，所得图像像素数越少，空间分辨率低，质量差,严重时出现像素呈块状的国际棋盘效应;采样间隔越小，所得图像像素数越多,空间分辨率高,图像质量好，但数据量大。
13.量化等级对图像质量的影响:量化等级越多,所得图像层次越丰富，灰度分辨率高,图像质量好，但数据量大；量化等级越少，图像层次欠丰富，灰度分辨率低，会出现假轮廓现象，图像质量变差,但数据量小.但在极少数情况下对固定图像大小时，减少灰度级能改善质量,产生这种情况的最可能原因是减少灰度级一般会增加图像的对比度.例如对细节比较丰富的图像数字化。
14.数字化器组成:1)采样孔：保证单独观测特定的像素而不受其它部分的影响。
2)图像扫描机构:使采样孔按预先确定的方式在图像上移动。
图形图像数字化表示与存储
图形图像数字化表示与存储南阳中学肖子恒一、教材、课题分析1、教材地位和作用本课题《图形图像数字化表示与存储》是中国地图出版社《多媒体技术应用》选修模块第一单元（认识多媒体）第二节（多媒体技术）的图形图像的数字化表示与存储的内容。
图形图像数字化表示与存储的知识在整本教材中有着举足轻重的作用。
学生在学习信息技术的时候，数字化可以说是一个过渡性很强的知识，引领学生从现实模拟世界的认识过渡到数字化世界的认识。
在《信息技术基础》必修模块的学习中，学生对信息数字化过程有了初步的认识，但只停留在表面，作为对《多媒体技术应用》的学习，该课题的作用及重要性是显而易见，通过本课题的学习，让学生真正体会到计算机是如何具体地表示图形图像的，这对于学生学习其它形式媒体的数字化有实现一定的迁移作用。
2、课时安排：1个课时（45分钟）二、学情分析学生通过对《信息技术基础》必修模块的学习，对计算机系统和常见工具的操作有了一定的认识和尝试，也知道了初步认识到计算机是用二进制进行表示信息的，但对计算机内部具体怎么样存储和表示信息的认识很肤浅，甚至根本不认识，这样的基础促进了学生对本节课形成可贵的求知欲和浓厚的兴趣，同时这节课对学生来说难度也摊出来了，所以这节课的学习适当渗透了背景知识的学习，如模拟图像、数字图像、数据量单位换算、二进制编码数等知识。
三、学法分析基于本节课的教学内容、教学目标与学生基础的特点、学生的学习习惯，安排学生可以采用自主探索和小组合作学习方法来完成《图形图像数字化表示与存储》课题的学习。
自主探索、小组合作性学习：根据建构主义学习理论所强调的：以学生为主体，学生由知识的灌输对象转变为提高信息素养的主体。
在本节课中，我始终引导学生带着浓厚的兴趣与求知欲望进行分析和思考问题，通过自主探索和小组讨论解决问题。
以自主和小组合作性学习展开，实现知识的传递、迁移和融合，发展能力，训练思维。
同时也增强了学生的协作和团队精神，培养了学生良好的信息素养。
图像的数字化表示ppt课件
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
巩固与练习
图像
尺寸 总像素数 色彩深度 该图像占用多少位存储空间？ 该图像大小为多少B(字节)？ 该图像大小为多少KB？ 该图像大小为多少MB
一个1G的U盘能够存储多少幅这样的图像
3648*2736 24
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
总结：
X方向的像素点
分辨率
图
Y方向的像素点
像
的 大
小
色彩深度（单色图（1位）、两位灰
度图、8位灰度图、24位彩色图）
800×600×16÷8÷1024÷1024 ≈0.916MB
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
一个时间为2分钟，分辨率为640*480，24位色பைடு நூலகம்的数字无 声视频。如果视频以25帧/秒的速度播放，则这段视频要播放 的数据量大约（不压缩）是（）。
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
彩色图像
24位彩色图像
RGB分别表示什么？ 彩色图像的每个像素是怎样呈现出来的？
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
图像信息的数字化表示和存储说课稿.docx
《图像信息的数字化表示和存储》说课稿教材分析。
木节课选自《多媒体技术应用》选修教材第一单元第二节“多媒体技术”，内容是介绍媒体信息数字化表示利存储的原理，阐释多媒体技术的基础和内涵。
使学生进一步认识多媒体技术的实质一一数字化。
从原理上对其有一个理性的认知，为后续单元的学习奠定基础。
其中，图像信息的数字化表示与存储是重点内容。
学生分析。
高一年级下学期的学生，在《信息技术基础》必修课学过相关内容，知道信息数字化的基本原理，是用0和1来表示信息。
但对各种媒体信息数字化的具体原理不清楚，对数字化表示的核心——舟二进制进行编码的思想不了解。
他们缺乏有关二进制的专业知识，对深奥抽象的原理不是特别感兴趣。
所以，如何以一种生动直观的方式，深入浅出地讲解专业的技术和原理这是本课成功与否的关键。
教学目标了解数据冗余和压缩的简单原理；掌握常用图像文件格式。
理解图像信息数字化表示和存储的原理和二进制编码的思想，能计算图像的存储容量。
学习从方法论的方向和角度思考问题，建立科学的原理认知观。
说重点难点图像信息的数字化表示和存储和二进制编码的思想说教法与学法分组教学法、游戏教学法自主实践说教学策略教学中可能遇到的问题解决问题的策略学生对纯理论的内容不感兴趣避免平铺直叙地讲解，将深奥、抽象的知识溶解在贯穿课堂的实践活动中，以课堂游戏“数字拼图”让学生从理论和实践的相互交融中深切感受知识的魅力。
一幅完整的图像包含众多像素，研究起来比较麻烦截取图像的一小部分作为研究对象，并制作模型图作为教具。
使复杂抽象的问题简单化、具体化。
学生缺乏二进制的专业知识，难以理解用二进制编码的思想通过讲解颜色编码引入二进制说教学过程我将整个教学内容分成四个相对独立的环节。
并以循序渐进的方式为主线，分别向学生创设了4个连续的情境。
“黑白图像的数字化-二进制编码-彩色图像的数字化-图像的存储容量”这条主线的环节既独立，又是4个层层递进的问题，从而沿着“图像信息数字化和存储”这个主题，探究、思考、讨论。
数字图像处理课后习题答案
数字图像处理课后习题答案数字图像处理课后习题答案数字图像处理是计算机科学与技术领域的重要分支，它研究如何对图像进行数字化处理，以获取更好的图像质量和更多的信息。
在学习数字图像处理的过程中，课后习题是巩固知识、提高技能的重要环节。
本文将为大家提供一些常见的数字图像处理课后习题答案，希望能对大家的学习有所帮助。
一、图像的数字化表示1. 什么是数字图像？数字图像是由离散的像素点组成的，每个像素点都有一定的灰度值或颜色值。
它可以用矩阵或数组表示。
2. 数字图像的灰度级是什么？数字图像的灰度级是指每个像素点的灰度值的取值范围。
例如，8位灰度图像的灰度级为0-255。
3. 如何将彩色图像转换为灰度图像？可以使用灰度化公式将彩色图像转换为灰度图像：Gray = 0.299 * R + 0.587 * G + 0.114 * B。
二、图像的基本处理操作1. 什么是图像的平滑处理？图像的平滑处理是指通过去除图像中的噪声和细节，使图像变得更加模糊和平滑。
常见的平滑处理方法有均值滤波、中值滤波等。
2. 什么是图像的锐化处理？图像的锐化处理是指通过增强图像的边缘和细节，使图像变得更加清晰和锐利。
常见的锐化处理方法有拉普拉斯算子、Sobel算子等。
3. 如何进行图像的直方图均衡化？图像的直方图均衡化是一种增强图像对比度的方法，通过对图像的灰度直方图进行变换，使得图像的灰度分布更加均匀。
可以使用以下步骤进行直方图均衡化：（1）计算图像的灰度直方图；（2）计算累积直方图；（3）根据累积直方图进行像素值映射。
三、图像的特征提取与分析1. 什么是图像的边缘检测？图像的边缘检测是指通过识别图像中颜色或灰度值变化剧烈的区域，来提取图像的边缘信息。
常见的边缘检测算法有Sobel算子、Canny算子等。
2. 什么是图像的特征提取？图像的特征提取是指通过对图像进行分析和处理，提取出具有代表性的特征，用于图像的分类、识别等任务。
常见的特征提取方法有颜色特征、纹理特征、形状特征等。
第二章 图像的数字化
所以，要使数字图像保有一定的空间分辨 率，从而不丢失原连续图像所表达的信息， 图像采样间隔就必须依一定的规则选取合 图像采样间隔就必须依一定的规则选取合 适的值。 这个规则就是二维采样定理。 这个规则就是二维采样定理。
二维采样定理：如果二维信号f 二维采样定理：如果二维信号f (x, y)的二维傅立叶 y)的二维傅立叶 频谱F 频谱F (u, v)满足: v)满足: 其中,Uc、Vc为相应于空间位移变量x 其中,Uc、Vc为相应于空间位移变量x和y的最高截 至频率，则当采样周期△x、△y满足 至频率，则当采样周期△x、△y 奈奎斯特条件 时，用采样信号f 时，用采样信号f (m △x, n △y) m, n = -∞,…,∞,…,1,0,1,…,+∞ 能唯一地恢复出原信号f (x, y)。 能唯一地恢复出原信号f y)。
Байду номын сангаас
图像传感器 主要分为CCD、CMOS以及CIS传感器三种 。 主要分为CCD、CMOS以及CIS传感器三种 CCD即电荷偶合器件，可分为线型与面型两种，其中线 CCD即电荷偶合器件，可分为线型与面型两种，其中线 型应用于影像扫瞄器及传真机上；面型主要应用于数码相 机、摄录影机、监视摄影机等多项影像输入产品上。 CMOS即互补金属氧化物半导体，分为被动式像素传感器 CMOS即互补金属氧化物半导体，分为被动式像素传感器 CMOS与主动式像素传感器CMOS，应用于数码相机、电 CMOS与主动式像素传感器CMOS，应用于数码相机、电 脑摄像头、可视电话、手机、视频会议、智能型保全系统、 汽车倒车雷达等。 CIS即“接触式图像传感器”，一般是以硫化镉作感光材 CIS即“接触式图像传感器”，一般是以硫化镉作感光材 料，清晰度不高，主要应用于扫描仪、复印机、传真机等
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
从上面的计算我们可以得到：
位图文件大小的计算： 文件的字节数＝图像分辨率×图像量化位数（二进制颜色位数）/8 图像分辨率= （x方向的象素数×y方向的象素数）
巩固与练习
图像
尺寸 总像素数 色彩深度 该图像占用多少位存储空间？ 该图像大小为多少B(字节)？ 该图像大小为多少KB？ 该图像大小为多少MB 一个1G的U盘能够存储多少幅这样的图像 3648*2736 24
总结：
分辨率
图 像 的 大 小 X方向的像素点 Y方向的像素点
色彩深度（单色图（1位）、两位灰 度图、8位灰度图、24位彩色图）
图片文件大小的计算
一幅图片，图像分辨率是640×480,32位 色彩，那么这幅画面所占据的数据量是 多少？
计算过程：
640×480×32÷8÷1024÷1024≈1.2MB 1Byte=8bit 1MB=1024KB 1KB=1024Byte 1GB=1024MB
图像的数字化表示
图像的分类
矢量图，在数学上定义为一系列由线连接的点，它具有颜色、形状、轮廓、 大小和屏幕位置等属性。即使随意改变其大小，也不会失真。这些特征使 基于矢量的程序特别适用于广告、标识设计和工业辅助设计。基于矢量的 绘图同分辨率无关，它们可以按最高分辨率显示到输出设备上。
图像的分类
由许多点组成的点阵图，我们称为位图（bitmap），构成位图的点称 为像素（Pixel）。位图与我们生活中的手工“十字绣”很相似。
一张图片，分辨率是800×600，16位色彩，那么 这幅图的数据大小是多少？
800×600×16÷8÷1024÷1024≈0.916MB
一个时间为2分钟，分辨率为640*480，24位色彩的数字无 声视频。如果视频以25帧/秒的速度播放，则这段视频要播 放的数据量大约（不压缩）是（）。
彩色图像
24位彩色图像
RGB分图的存储（计算）
64*64
“观”分成64X64的点阵，其中黑色的点在计算机中用0表示，白色的点 用1表示，每个点对应位图的1个像素，所以存储容量计算： 1x64x64=4096(bit) 4096(bit)/8=512(byte) 提问： 16色位图（64格*64格）的存储容量？ 256色位图（64格*64格）的存储容量？ 24位位图（1024*768）的存储容量？ 4X64X64/8=2KB 8X64X64/8=4KB 24X1024X768/8=2MB
像素的数字化
图像特点？ 图像中每个像素的特点？ 每个像素如何用二进制表示？
灰度图像
2位深度图像
图像有几种颜色的像素？ 每个像素能否用一位二进表示？为什么？
每个像素如何用二进制表示？
灰度图像
8位灰度图像
表示这幅图像的每个像素应该 用几位二进制数表示？ 颜色列表中最黑的颜色怎样用二 进制表示，最白的颜色怎样 用二进制数表示？
A、2636.72MB B、21093.75M C、21.97MB D、2764.8MB