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灰度直方图
三、灰度直方图 二、直方图的性质
１．所有的空间信息全部丢失。 ２．每一灰度级的像素个数可直接得到。
三、灰度直方图
三、直方图的用途
1 . 数字化参数
直方图给出了一个简单可见的指示，用 来判断一幅图像是否合理的利用了全部被允 许的灰度级范围。一般一幅图应该利用全部 或几乎全部可能的灰度级，否则等于增加了 量化间隔。丢失的信息将不能恢复。
对矢量X进行量化时，选择一个合适的失真测 度。根据最小失真原理，分别计算用各个码字 代替X所带来的失真。其中失真最小的那个码 字就是X的重构矢量
解码端拥有同样的码书，根据接收到的索引， 通过查表获得相应的码字作为输出矢量来重构 输入矢量
将这些重构矢量重新组合得到整个重构信号
三、灰度直方图
在数字图像处理中，灰度直方 图是最简单且最有用的工具，可以 说，对图像的分析与观察直到形成 一个有效的处理
一、灰度直方图的定义
灰度直方图是灰度级的函数，描 述的是图像中该灰度级的像素个数或 概率。即：横坐标表示灰度级，纵坐 标表示图像中该灰度级出现的个数或 概率。
三、灰度直方图
1 2 3 45 6 6 4 3 22 1 1 6 6 46 6 3 4 5 66 6 1 4 6 62 3 1 3 6 46 6
量化
一般地，对于均匀量化，量化分层越多，量化误差越小； 但编码所需的码字位数R也越大
对数据进行量化时，通常的设计方法： 给定量化级数，希望量化失真小 给定量化失真要求，希望每个取样的平均位数最少 合理的设计是在这两个方面进行均衡
量化
1、无记忆量化
无记忆量化每次只量化一个模拟取样值，又称为标量 量化
数字图像处理技术PPT图像数字化和直方
一、数字图像的概念与描述
1. 黑白图像
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。
1 0 0
I
0
0
1
1 1 0
一、数字图像的概念与描述
2．灰度图像 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。
B
0
0 240
255 255 255
二、图像的数字化
所谓的图像数字化是指将模拟图像 经过离散化之后，得到用数字表示的图 像。数字化包括采样和量化 ➢采样：连续图像空间坐标的离散化 ➢量化：连续图像幅值的离散化
二、图像的数字化
1．采样
是将在空间上连续的图像转换成离散 的采样点（即像素）集的操作。由于图像 是二维分布的信息，所以采样是在x轴和y 轴两个方向上进行。
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。
量化
量化器的功能：用一组有限的实数集合作为输出，其 中每个数代表一群最接近于它的取样值
量化级：若实数集合中含有J个数，称为J级量化。集 合中的每个数需要用 Rlo位2g二J 进制符号
量化误差与量化失真：量化是以有限个离散值近似地 表示无限多个连续值，由此产生的误差称为量化误差； 由此造成的失真称为量化失真
二、图像的数字化
3．量化
是将各个像素所含的明暗信息离散化后， 用数字来表示称为图像的量化，一般的量化 值用整数来表示。
充分考虑到人眼的识别能力，目前非特殊 用途的图像均为8bit量化，即用0~255描述 “黑~白”。
在3bit以下的量化，会出现伪轮廓现象。
二、图像的数字化
4．量化技术
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 化间隔取小的量化间隔。
（1）均匀量化 （2）压扩量化
压扩量化
先用具有对数特性的函数对信号进行压缩，使 得均匀间隔被压缩成低电平处间隔密，高电平 处间隔疏的不均匀分布。
由于高电平信号出现概率大，量化噪声小；高 电平信号虽然量化噪声变大，但因为出现概率 小。总的量化噪声还是变小，从而提高了量化 信噪比。
量化
2、矢量量化
三种基色是相互独立的，红绿蓝三基色按照不同 的比例相加合成混色称为相加混色： 红色+绿色=黄色 绿色+蓝色=青色 红色+蓝色=品红 红色+绿色+蓝色=白色
彩色图像描述
255 240 240
R 255 0
80
255 0 0
0 160 80 G 255 255 160
0 255 0
0 80 160
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）
• 分辨率 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））
二、图像的数字化
2．采样技术
采样可分为均匀采样和非均匀采 样。均匀采样是简单地在图像坐标范 围内等间隔采样。非均匀采样是对图 像灰度变化剧烈的区域采用密集的采 样，而对灰度变化平缓的区域采用稀 疏的采样。
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。
采样定理
▪ 采样需满足采样定理 ▪ 采样定理的意义：采样定理指出了
要使采样信号能不失真地描述原信 号，其采样频率必须大于或等于信 号所含有最高截止频率的2倍
采样指标分辨率
分辨率 是指映射到图像平面上的单个像
无记忆量化把信号的各个样值看作是互不相干 彼此独立的，属于理想情况；但实际上信号各 样值之间存在着相关性，使用矢量量化比较合 理
矢量量化是将若干个标量数据组成一个矢量在 多维空间进行整体量化
矢量量化系统示意图
矢量量化过程
把信源分割成一系列矢量，对于每个输入矢量， 在预先设计好的码书中搜索最近的码字，将该 码字的索引通过信道传送到解码端
0 150 200 I 120 50 180
250 220 100
灰度图像描述示例
一、数字图像的概念与描述
3．彩色图像
彩色图像是指每个像素的信息由 RGB三原色构成的图像，其中RGB是 由不同的灰度级来描述的。
三基色原理
大自然中的颜色都可以通过红、绿、蓝三色按照 不同的比例合成产生，同样绝大多数单色光也可 以分解成红绿蓝三种色光。即三基色原理。