《图像的数字化》PPT课件.ppt

Printing image processingPrinting image processing 第三章第三章 图像的数字化图像的数字化n数字化的概念数字化的概念n扫描仪扫描仪n数码相机数码相机Printing image processingPrinting image processing 图像数字化图像数字化n模拟信号：表示连续物理量的信号。模拟信号：表示连续物理量的信号。n离散化：模拟信号转化为离散信号。离散化：模拟信号转化为离散信号。n采样：采样：将变量在某一个区间变化的值用一个将变量在某一个区间变化的值用一个数值来表示的离散化。数值来表示的离散化。n量化：对测定值的离散化。量化：对测定值的离散化。n数字信号：变量和测定值被离散化了的数字信号：变量和测定值被离散化了的信信 号。号。Printing image processingPrinting image processing 采样采样xlight采样间隔采样间隔Printing image processingPrinting image processing 量化量化xlight量化量化 间隔间隔Printing image processingPrinting image processing xyxy采样间隔采样间隔 x x 采样间隔采样间隔 y y 二维采样相当于采二维采样相当于采集那些以集那些以xx、yy 为间隔组成的为间隔组成的交叉网格上点的亮交叉网格上点的亮度值。度值。Printing image processingPrinting image processing 256256646416*16以不同分辨率采样的图象以不同分辨率采样的图象Printing image processingPrinting image processing 量化间隔动态范围量化：对测定值的离散化。数字信号：变量和测定值被离散化了的信 号。Printing image processingPrinting image processing Printing image processingPrinting image processing 6484不同灰度级量化的图象不同灰度级量化的图象Printing image processingPrinting image processing 数字化设备数字化设备n扫描仪扫描仪n数码相机数码相机Printing image processingPrinting image processing 扫描仪的分类扫描仪的分类n按感光原件来分按感光原件来分n光电倍增管光电倍增管PMT（滚筒式扫描仪）（滚筒式扫描仪）n电荷藕合元件电荷藕合元件CCDn接触式感光器件接触式感光器件CISn互补金属氧化物导体互补金属氧化物导体CMOS（名片扫描）。（名片扫描）。Printing image processingPrinting image processing PMTn在各种感光器件中，性能最好的一种在各种感光器件中，性能最好的一种n无论在灵敏度、噪声系数还是动态范围无论在灵敏度、噪声系数还是动态范围上都遥遥领先于其他的感光器件上都遥遥领先于其他的感光器件n它的输出信号在相当大范围内保持着高它的输出信号在相当大范围内保持着高度的线性输出，使输出信号几乎不用做度的线性输出，使输出信号几乎不用做任何修正就可以直接获得很准确的色彩任何修正就可以直接获得很准确的色彩还原。还原。Printing image processingPrinting image processing PMT缺点缺点n光电倍增管在各种感光器件中的生产成光电倍增管在各种感光器件中的生产成本是最高的，价格最高。（滚筒式扫描本是最高的，价格最高。（滚筒式扫描仪几十万到几百万）仪几十万到几百万）n由于一次只能扫描到一个像素，因此扫由于一次只能扫描到一个像素，因此扫描速度很慢，扫描一张图往往需要几十描速度很慢，扫描一张图往往需要几十分钟。分钟。Printing image processingPrinting image processing AZTEK PREMIER Drum Scanner现在生产厂家还有HeidelbergICG和Screen、AZTEKPrinting image processingPrinting image processing 平台式扫描仪平台式扫描仪Printing image processingPrinting image processing EPSONEXP1600Printing image processingPrinting image processing 扫描仪的分类扫描仪的分类n功能上功能上:n 彩色扫描仪（彩色扫描仪（color scanners）n 胶片和高级图片扫描仪胶片和高级图片扫描仪slide and APS scanners(Advanced Photo System)n 文字识别扫描仪文字识别扫描仪OCR scanners n 底片扫描仪底片扫描仪redigitizing scannersPrinting image processingPrinting image processing 底片扫描仪底片扫描仪Scanner for redigitizing halftone filmsPrinting image processingPrinting image processing 扫描仪主要参数扫描仪主要参数n光学分辨率光学分辨率n位深位深n动态范围动态范围Printing image processingPrinting image processing 光学分辨率（真实分辨率）光学分辨率（真实分辨率）水平分辨率水平分辨率：CCD的真实分辨率垂直分辨率垂直分辨率：步进电机每英寸移动多少步有关一般光学分辨率指的是水平分辨率光学分辨率CCD象素数/扫描仪的最大扫描宽度Printing image processingPrinting image processing 最大分辨率光学分辨率径插值后得到的分辨率，扫描后反而使图象模糊例：具有5000象素CCD的扫描仪，扫描仪最大扫描宽度为8.3inch，其光学分辨率为多少？Printing image processingPrinting image processing 位深：位深：n彩色扫描仪的位深：采用RGB通道的位数n24位：RGB通道各为8位，可表现的灰度等级为 256，颜色数为1677万种颜色 30位 36位 48位Printing image processingPrinting image processing n滚筒扫描仪不是因为滚筒而是因为它的感光器件是PMT光电倍增管。庞大的PMT要比微小CCD对光敏感的多，因此扫描得到的图像噪声少，看起来更干净 n自动聚焦功能采样光孔直径可达3微米，与胶片上颗粒相匹配。n自动密度校正Printing image processingPrinting image processing nAutomatic Dirt and Scratch Removal(ICE)自动去脏功能自动去脏功能 除过红、绿、蓝通道以外，还是红外通道。一般的扫描除过红、绿、蓝通道以外，还是红外通道。一般的扫描仪很难分清到底是图像上的内容、还是灰尘或者划痕。仪很难分清到底是图像上的内容、还是灰尘或者划痕。若果是胶片上的内容，那么红外光能透过，但是灰尘若果是胶片上的内容，那么红外光能透过，但是灰尘和划痕不能通过。和划痕不能通过。n思考题（传统银盐黑白胶片能否使用）思考题（传统银盐黑白胶片能否使用）Printing image processingPrinting image processing n胶片上的最大绝对密度。胶片上的最大绝对密度。n胶片的密度可达到胶片的密度可达到3.53.5n负片负片1.41.4n印刷品密度？印刷品密度？n动态密度与最大密度的关系动态密度与最大密度的关系n比如比如4x5“4x5“，120120的透射胶片最小密度为的透射胶片最小密度为0.05D 0.05D，那么扫描仪最大密度为，那么扫描仪最大密度为4.04.0的话，实际动态的话，实际动态范围为？范围为？Printing image processingPrinting image processing n任何一台扫描仪都能达到最小扫描密度任何一台扫描仪都能达到最小扫描密度0.010.01n最大密度如果作假？最大密度如果作假？n可以看到最深的黑色，但会损失高光。可以看到最深的黑色，但会损失高光。n扫描时间扫描时间 通常需要花费若干分钟，如通常需要花费若干分钟，如果分辨率或者其它参数设定的比较高的果分辨率或者其它参数设定的比较高的话，甚至需要十分钟或更多话，甚至需要十分钟或更多 Printing image processingPrinting image processing n制造商提供的参数通常都是按最低的参制造商提供的参数通常都是按最低的参数得到的扫描时间。数得到的扫描时间。n实际扫描还是要看色彩的还原准确性、实际扫描还是要看色彩的还原准确性、图像的清晰性。图像的清晰性。Printing image processingPrinting image processing 测试扫描仪的动态范围测试扫描仪的动态范围Printing image processingPrinting image processing 扫描时动态范围的设置扫描时动态范围的设置n没有色彩管理时的设置没有色彩管理时的设置 图像的密度范围图像的密度范围n有色彩管理时的密度范围有色彩管理时的密度范围按照制作特征文件时的设置，尽可能用最大的按照制作特征文件时的设置，尽可能用最大的密度范围。密度范围。Printing image processingPrinting image processing 确定扫描仪的阶调复制曲线确定扫描仪的阶调复制曲线Printing image processingPrinting image processing Gamma值和典型的值和典型的L*的关系的关系Printing image processingPrinting image processing 高位数扫描高位数扫描n后面编辑修改留有更多的余地后面编辑修改留有更多的余地n采用采用8bit或者或者16bitPrinting image processingPrinting image processing 原稿原稿Printing image processingPrinting image processing 亮度增强后的原稿亮度增强后的原稿Printing image processingPrinting image processing 暗调细节暗调细节Printing image processingPrinting image processing 数码相机的主要参数数码相机的主要参数n像素点数量像素点数量n感光元件的尺寸与类型感光元件的尺寸与类型n镜头结构镜头结构n变焦功能变焦功能n光圈大小光圈大小n液晶屏幕取景功能液晶屏幕取景功能n存储卡速度存储卡速度Printing image processingPrinting image processing 数码相机数码相机n感光器件：CCD、CMOSnCCD，（Charge Coupled Device n“电荷耦合器件”n从功能上看，它负责将镜头传来的光信号转换为电信号，类似于普通光学相机的胶片。Printing image processingPrinting image processing 数码相机成像原理数码相机成像原理Printing image processingPrinting image processing 镜头质量镜头质量n数码相机的镜头由多片镜片组成，材质则分为玻璃与塑料两类。n数码相机镜头以玻璃为材料，很多用户及商家都说玻璃镜头透光率佳、投射图像更清晰。n不过目前许多测试报告都显示，玻璃的透镜并不一定比塑料材料能带来更清晰的图像，同时玻璃镜头也可能增加相机重量。Printing image processingPrinting image processing 光学变焦光学变焦n组件中的焦距调节系统和快门系统是由透镜组1和电子快门构成的，二者是连接在一起。n在电机的带动下，透镜组1和电子快门可以前后移动，进行焦距调节，从而获得最清晰的图像，由电子快门控制曝光。多组透镜是完成光学成像的。Printing image processingPrinting image processing Printing image processingPrinting image processing n光学变焦是通过镜头、物体和焦点三方的位置发生变化而产生的。Printing image processingPrinting image processing n如果你在相机的英文规格书上看过“f=”，那么后面接的数字通常就是它的焦长，即焦距长度。n如“f=8-24mm，38-115mm（相当于35mm传统相机）”，就是指这台相机的焦距长度为8-24mm，同时对角线的视角换算后相当于传统35mm相机的38-115mm焦长。n一般而言，35mm相机的标准镜头焦长约是28-70mm，因此如果焦长高于70mm就代表支持望远效果，若是低于28mm就表示有广角拍摄能力。Printing image processingPrinting image processing 光学变焦光学变焦Printing image processingPrinting image processing 数码变焦数码变焦