图像的数字化表示复习过程
图像数字化的流程的三个步骤
图像数字化的流程的三个步骤Digitalization of images involves a series of steps to convert physical photographs or documents into digital format. The three main steps in the process are scanning, digitizing, and storage. First, the physical image is scanned using a digital scanner to create a digital copy. This involves using a light source, sensors, and optical elements to capture the image and convert it into digital data.图像数字化涉及一系列步骤，将实体照片或文档转换为数字格式。
该过程的三个主要步骤是扫描、数字化和存储。
首先，使用数字扫描仪扫描物理图像，以创建数字副本。
这涉及使用光源、传感器和光学元件来捕捉图像并将其转换为数字数据。
The next step in the image digitization process is digitizing, which involves the conversion of the scanned image into a digital file format such as JPEG, PNG, or TIFF. This process typically involves using software to enhance the image quality, adjust the color balance, and remove any imperfections introduced during the scanning process.图像数字化过程的下一步是数字化，涉及将扫描的图像转换为数字文件格式，如JPEG、PNG或TIFF。
《图像的数字化》说课稿
说 重 点 、难 点
重点：理解图像编码的基本方式和了解图像数字化过程
难点：图像色彩深度与颜色数之间的关系
说教法与学法
讲授法、分组教学法、自主探究
分组教学
讲授法
多媒体展示
自主探究
说教学策略
解决问题的策略 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 学生对纯理论的内容不感 实 践 活 动 中 ， 以 Excel 表 格 的 兴趣 “图像编码”让学生从理论和 实践的相互交融中深切感受知 识的魅力。 将 excel 表格作为研究对象，并 图像色彩一般较复杂，研 制作模型图作为教具。使复杂 究起来比较麻烦 抽象的问题简单化、具体化。
说 教 学 过 程----总 结 展 望
总结：
1.回顾这节课，我们了解了图像数字化的过程、通过体验探索了图像编码 的基本方式、通过计算比较了解了图像数据量的计算方法并且了解到文件大小
与分辨率、色彩深度还有编码方式都有关系。
2.归纳梳理图像数字化过程，理解图像数字化是各类图像处理的基础。 3.利用电子教室的在线考试功能，提供课堂自测，要求学生3分钟完成并 查看结果。
学生真正体会到计算机是如何具体地表示与存储图像的。在整个
教学中，在汉字编码知识了解的基础上，后续还有音频、视频等 多媒体信息的数字化的学习，因此，起到承前启后的作用，对编 码思想与编码方式的理解进行巩固和加深，并为音视频编码的理 解打下基础，这对于后面要学习音频和视频的数字化可以起到知 识迁移的作用。
意在计算机课上去理解与记忆。
说教学目标
1、知识与技能目标 （1）理解图像编码的基本方式
（2）理解图像颜色数与色彩深度之间的关系
（3）了解图像数字化过程 （4）能够计算图像数据量的大小 （5）知道压缩编码的思想 2、过程与方法 （1）体验不同颜色图案的编码过程，发现问题、分析问题，解决问题 （2）通过彩色图像的编码任务，分析解决问题的条件，以计算机的身份思考图像数字化过程。 （3）通过具体图像的计算，并且通过具体数据的对比，发现问题，分析疑惑，最终得出结论。 3、情感态度价值观 （1）在探究实验中，培养勇于实践，严谨实施的科学态度。 （2）逐步养成勤于思考，自主解决问题的习惯
图像信息的数字化包含采样量化编码三个步骤
图像信息的数字化包含采样量化编码三个步骤
图像的数字化过程主要分采样、量化与编码三个步骤。
采样的实质就是要用多少点来描述一幅图像，采样结果质量的高低就是用前面所说的图像分辨率来衡量。
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。
量化的结果是图像能够容纳的颜色总数，它反映了采样的质量。
数字化后得到的图像数据量巨大，必须采用编码技术来压缩其信息量。
在一定意义上讲，编码压缩技术是实现图像传输与储存的关键。
已有许多成熟的编码算法应用于图像压缩。
常见的有图像的预测编码、变换编码、分形编码、小波变换图像压缩编码等。
扩展资料：图像数字化的对象：模拟图像：空间上连续/不分割、信号值不分等级的图像。
数字图像：空间上被分割成离散像素，信号值分为有限个等级、用数码0和1表示的图像数字化的意义：图像数字化是将模拟图像转换为数字图像。
图像数字化是进行数字图像处理的前提。
图像数字化必须以图像的电子化作为基础，把模拟图像转变成电子信号，随后才将其转换成数字图像信号。
数字图像复习精讲
数字图像复习第二章基础知识一、图像的数字化：数字图像可以理解为对二维函数f(x，y)进行采样和量化(即离散处理)后得到的图像，因此，通常用二维矩阵来表示一幅数字图像。
图像的数字化过程包括三个步骤：扫描、采样和量化。
1.采样:对图像空间坐标的离散化，它决定了图像的空间分辨率。
采样时的注意点是：采样间隔的选取。
采样间隔太小，则增大数据量；太大，则会发生信息的混叠，导致细节无法辨认。
2.分辨率（采样的指标）：指映射到图像平面上的单个像素的景物元素的尺寸。
单位：像素/英寸，像素/厘米（如：扫描仪的指标300dpi）；或者是指要精确测量和再现一定尺寸的图像所必需的像素个数。
单位：像素*像素（如：数码相机指标30万像素（640*480））。
3.量化：把采样后所得的各像素灰度值从模拟量到离散量的转换称为图像灰度的量化。
量化是对图像幅度坐标的离散化，它决定了图像的幅度分辨率。
量化可分为均匀量化和非均匀量化：均匀量化是简单地在灰度范围内等间隔量化。
非均匀量化是对像素出现频度少的部分量化间隔取大，而对频度大的量化间隔取小。
一般情况下，对灰度变化比较平缓的部分用比较多的量化级，在灰度变化比较剧烈的地方用比较高的分辨率。
4.采样点数和量化级数的关系：对一幅图像，当量化级数一定时，采样点数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。
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。
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，图像会出现假轮廓。
采样点数与图像质量之间的关系量化级数与图像质量之间的关系5.数字图像的基本类型（二值图像、灰度图像、彩色图像、索引图像）二值图像是指图像的每个像素只能是黑或者白，没有中间的过渡，故又称为２值图像。
2值图像的像素值为0、1 ；灰度图像是指每个像素的信息由一个量化的灰度级来描述的图像，没有彩色信息。
医学图像处理重点内容
第六节 图像的三维重建与可视化
1、掌握图像三维重建的基本方法： 面绘制技术 体绘制技术
第七节 图像存储与传输系统
1、掌握图像存储与传输系统的概念 2、了解与ＰＡＣＳ相关的几个医学信息系统
图像存储与传输系统（简称ＰＡＣＳ）是应用数字成像技 术、计算机技术和网络技术，对医学图像进行采集、 存储、传输、检索、显示、诊断、输出、管理、信息处理 的综合应用系统。 医院信息系统（ＨＩＳ）放射科信息系统（ＲＩＳ）
医学图像的配准与融合 虚拟现实技术
DICOM数据通信技术
PACS系统
医学图像处理的应用
1. 辅助医生诊断 2．仿真多角度扫描 3．数字解剖模型 4．手术教学训练 5．制定手术计划 6．手术导航与术中监护…
第二节 医学图像处理基础
1、掌握图像数字化的过程：采样和量化（分别 对图像质量的影响）
2、掌握常用的图像数据格式 3、掌握灰度直方图的概念及性质 4、掌握伪彩色与假彩色的概念 5、掌握常用的体数据文件的格式（DICOM3.0）
傅里叶变换的一个最大的问题是：它的参数 都是复数，在数据的描述上相当于实数的两倍， 不易计算。为此，我们希望有一种能够达到相同 功能但数据量又不大的变换。
在此期望下，产生了DCT变换。 DCT变换系数 是实数。
图像的低频能量集中在左上角，高频能量集中在右下角。
DCT变换在图像处理中的应用
离散余弦变换实际上是傅立叶变换的实数 部分。主要用于图像的压缩，如目前的国际压缩 标准的JPEG格式中就用到了DCT变换。对大多数 图像，离散余弦变换能将大多数的信息放到较少 的系数上去，提高编码效率。
描 述 人 体 功 能 或 代 谢 的 功 能 成 像 模 式 （ Functional Imaging Modality）。比如PET正电子发射断层扫描成像、 SPECT单光子发射断层扫描成像、fMRI功能磁共振成像等。
图形图像的数字化表示
可以 较小
常用的文件格式 BMP、PSD、TIFF、GIF、 JPEG
EPS、DXF、PS、WMF、 SWF
影响数字化图形、图像显示效果的因素
1、显示分辨率大于实际的图像分辨率时，就会产生图像模糊的情况 2、图像分辨率大于显示分辨率时，就只能显出图像的一部分
以24位彩色为例： 2 24 = 16777216
（图像色彩深度bit）
2
=图像的颜色数
图形、较
位图图像
矢量图形
特征
能较好表现色彩浓度与层次
可展示清楚线条或文字
用途
照片或复杂图像
文字、商标等相对规则的图形
图影缩放结果
易失真
不易失真
制作3D影像 文件大小
不可以 较大
自然界中的任何一种颜色都 可以由红（Red）、绿（Green） 和蓝（Blue）这3种颜色值之和 来确定，这种表现颜色的模式被 称为RGB模式。
一般情况下，有16位彩色、24位彩色、32位彩色、48位彩色等，我们 称24bit以上的色彩为真彩色。
思考：在RGB模式中，彩色图像的每个像素应该怎样用二进制数值表示呢？
常用的四种分辨率：输入分辨率、显示分辨率、 输出分辨率、图像分辨率。
分辨率
采样：计算机按照一定的规律，对模拟图像的位点所 呈现出的特性，用数据的方式记录下来的过程。
色彩深度
色彩深度：记录每个点的某一因素的数据位数。
单色图像
图像中只有黑白两种颜色的图像被称为单色图像。
思考：单色图像中每个像素可以用什么来表示？ 单色图像中，一个像素点只需要一个二进制位（1bit）来记录，可以表示出 两种颜色，黑像素用“0”表示，白像素用“1”表示。
图形、图像的数字化表示
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。
遥感数字图像处理复习参考题汇总
复习参考题汇总1. 什么是图像？试述图像数字化的方法和步骤。
图像：即影像（image ）是人采用各种观测系统直接或间接获得，能够为人类视觉系统所感觉客观事物的空间分布和空间组织结构特征的表达、识别、模拟或者形象化的描述。
（包括image 和photo ）（此概念参考：Kenneth R. Castle, 1996，李弼程、彭天强、彭波等，智能图像处理技术，电子工业出版社，2004）图像的数字化过程，就是把一幅模拟图像划分成规则的格网单元或像素，以离散化的整型数的形式的形式为每一像素赋值，以表征其灰度值的大小，从而使图像连续的模拟信号转化为离散的数字信号。
具体包括采样和量化两个步骤；采样：对连续图像在水平、垂直两个方向上按照一定的间隔均匀采集对应空间单元上的入射辐射或反射辐射；量化与编码：用有限个整数值表示像元的灰度和色彩。
图像数字化的方法:1、测微密度计数字化、2、视频数字化、3、线/面阵列CCD 数字化、4、NAPP 数字化，5、传统的数字化等；测微密度计数字化：分平板式和卷筒式两类。
平板式一个定常发射已知数量的光的光源在平铺的影像上沿X 轴方向做横向机械移动，在影像和光源相对的另一侧有一个接收器来测量透过影像的光能。
当一条扫描线完成时，光源和接受器沿Y 方向移动一个步长△Y ,然后扫描与上一次平行并且是连续的区域。
接收器沿着每一条扫描线检测到的能量最终通过模数转换器，将电信号转换成数字信号。
整幅影像按照这种扫描方法扫描完后，就会生成一个用于数字影像处理的亮度矩阵。
如果一幅影像有多个需要数字化的彩色图层，那么可以使用一个彩色滤光器轮盘。
我们一般使用红绿蓝三种不同的滤光器分别扫描影像三次，将影像分为红绿蓝三个组成部分。
通过这三个组成部分的适当组合，最后矩阵配准应该是近似完美的，与原影像十分相似。
（注意，这种方法扫描影像时，其采样的尺寸小于12微米时，采样点的尺寸接近卤化银晶体颗粒的尺寸，因此影像上就会产生含有噪声的数字化数据。
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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
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
A、2636.72MB B、21093.75M C、21.97MB D、2764.8MB
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ห้องสมุดไป่ตู้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？
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：
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）
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
1KB=1024Byte
1MB=1024KB
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。
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？
位图的存储（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)
1GB=1024MB
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（）。