文档介绍：图像信号数字化
第一节图像信号及质量评价
第二节图像信号的数字化
第三节数字图像编码及几种常见的编码方法
第四节数字图像压缩编码的主要国际标准
第一节图像信号及质量评价
一、景象、图像和数字图像
一幅平面运动图像所包括的信息首先表现为光的强度I(Idensity),它是随空间坐标(x,y)、光线的波长(λ)和时间(t)而变化的,因此,图像函数可以写成:
I=f(x,y,λ,t)
若只是考虑光的能量而不考虑光的波长时,在视觉效果上只有黑白深浅之分,而无色彩变化,此时的图像称为黑白活动图像,可以表示为:
I=f(x,y,t)
作为彩色活动图像,就要考虑不同光的波长,根据三基色原理,任何一种彩色可以分解为红、绿、蓝三种基色。所以,彩色图像可以表示为:
I={fr(x,y,t),fg(x,y,t),fb(x,y,t)}
当图像内容不随时间变化时,我们称之为静止图像。对黑白静止图像而言,图像函数为:
I=f(x,y)
通常我们将图像定义为矩形,这是由于人眼的视野是有界的,因此图像在空间上是有界的,其界限范围为:
0≤x≤Lx;0≤y≤Ly
通常约定:图像的灰度值大,表示亮,反之则表示暗,即
0≤f(x,y)≤Bm
数字图像具有如下特点:
(1) 信息量大。如一幅256×256低分辨率黑白图像,其数据量达到64kbit;对高分辨率彩色512×512图像,数据量则达786kbit;对24 bit真彩色静止图像,若分辨率为1000×1000则会产生3Mbit的数据量。
(2) 占用频带较宽。与语音信息相比,占用的频带要大几个数量级。
(3) 图像中各个像素是不独立的,其相关性大。就电视画面而言,同一行中相邻两个像素或相邻两行间的像素,,而相邻两帧之间的相关性比帧内的相关性还要大一些。
(4) 处理后的数字图像需要人来进行观察和评价,因此受人的因素影响较大。
二、常用术语
1. 信息
“信息”是我们经常听到的一个词,有些类似于“消息”。其实,“信息”与“消息”是很不同的两个概念。消息是由符号、数字、文字或语音组成的表达一定含义的一个序列。
2. 熵
信息是对事件不确定性的一种描述,显然存在一个如何定量测量信息的问题。消息中所含信息量的多少显然与消息不确定性的程度有关。
H=-log2p
3. 平均码字长度
4. 编码效率
5. 冗余度
6. 压缩比
三、图像质量评价概述
图像质量的含义可以包括两个方面,一是图像的逼真度(Fidelity),另一个是图像的可懂度(Intelligibility)。图像的逼真度用来描述被评价图像与标准图像的偏离程度;而图像的可懂度则是用来表示图像能向人或机器提供信息的能力。