數(shù)字圖像處理中的基礎(chǔ)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挖胃。

1.采樣杂靶,量化蝴悉,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衰琐,必須經(jīng)過采樣和量化,也就是模擬信號轉(zhuǎn)離散信號的過程织堂,因為計算機只能處理離散的數(shù)據(jù)凹髓。

采樣就是在特定區(qū)域取多少個樣本點烁登,顯然采樣率越大,圖像越精細蔚舀,數(shù)據(jù)量自然也就越大饵沧。
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赌躺。如下圖

量化級

根據(jù)上圖狼牺,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 個灰度級礼患,0, 1, 2, 3
8bit 有 256 個灰度級是钥,0 到 255

2.灰度直方圖

右邊是 lena 的灰度直方圖掠归,用過 Photoshop 的應(yīng)該經(jīng)常看到這個圖悄泥。


lena

灰度直方圖是對圖像中灰度級的頻率統(tǒng)計拂到。
也就是說,假如一幅圖像有1萬個像素码泞,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)兄旬,y 軸定為像素個數(shù),那么畫出來就是直方圖了余寥。
x = 0领铐,y = 100 就表示,灰度為 0 的像素點有 100 個宋舷。

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

3.RGB

光的三原色细溅,紅綠藍,任何顏色都可以通過紅綠藍組合得到儡嘶,紅綠藍三種光無法被分解喇聊,所以是三原色,一幅彩色圖由RGB三個灰度圖組成蹦狂。
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誓篱,得根據(jù)實際情況來轉(zhuǎn)了,沒有通用的公式凯楔。

4.數(shù)據(jù)量與信息量

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

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