數(shù)字圖像處理中的基礎概念

圖像.jpg

上圖就是一張數(shù)字圖像。一張圖像在計算機中有以下一些概念。

1.采樣,量化,灰度

我們眼睛所能看到的物理世界中的圖像要能夠被計算機處理,必須經(jīng)過采樣和量化,也就是模擬信號轉(zhuǎn)離散信號的過程,因為計算機只能處理離散的數(shù)據(jù)。

采樣就是在特定區(qū)域取多少個樣本點,顯然采樣率越大,圖像越精細,數(shù)據(jù)量自然也就越大。
量化就是得到了一個樣本點的數(shù)據(jù),我要用多少個二進制位去表示它。如下圖

量化級

根據(jù)上圖,可以知道圖像有一個灰度的概念
1bit 只有 2 個灰度級,0 和 1
2bit 有 4 個灰度級,0, 1, 2, 3
8bit 有 256 個灰度級,0 到 255

2.灰度直方圖

右邊是 lena 的灰度直方圖,用過 Photoshop 的應該經(jīng)??吹竭@個圖。


lena

灰度直方圖是對圖像中灰度級的頻率統(tǒng)計。
也就是說,假如一幅圖像有1萬個像素,每個像素點有 0 到 255 的灰度級
那么把 x 軸定為灰度級數(shù),y 軸定為像素個數(shù),那么畫出來就是直方圖了。
x = 0,y = 100 就表示,灰度為 0 的像素點有 100 個。

灰度直方圖很有用,如果一個圖像的灰度全部分布到 x 比較小的地方,說明這幅圖很暗,通過灰度映射函數(shù)可以把圖像調(diào)亮,很多美圖APP,Photoshop 就是這樣調(diào)亮度的。

3.RGB

光的三原色,紅綠藍,任何顏色都可以通過紅綠藍組合得到,紅綠藍三種光無法被分解,所以是三原色,一幅彩色圖由RGB三個灰度圖組成。
彩色圖轉(zhuǎn)灰度圖公式:Y = 0.299R + 0.587G + 0.114B
灰度圖轉(zhuǎn)彩色圖叫偽彩色處理,得根據(jù)實際情況來轉(zhuǎn)了,沒有通用的公式。

4.數(shù)據(jù)量與信息量

數(shù)據(jù)量,就是一張圖像占了多少個字節(jié),比如1萬個像素,每個像素占1個字節(jié),那未壓縮前的數(shù)據(jù)量就是 1萬個字節(jié)。
信息量,信息量表示一張圖片里包含了多少種信息。
假如一張全白的圖片,它只有"白色"這個信息,那么它的信息量就很小,白色像素出現(xiàn)的概率是1,非常大。這樣的圖片不管它數(shù)據(jù)量再大,假設是1萬乘1萬的大小,都可以壓縮到很小的程度。
假如一張五顏六色的圖片,里面包含很多不同的顏色信息,說明它信息量很大,那么就很難被壓縮了。

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