数字图像处理图像采样和量化

1、目标

获取图像的方法有很多种，但最终的目标是一致的：从传感数据生成数字图像。大多数传感器的输出是连续的电压波形，其幅度和空间行为与被感测的物理现象有关。要创建数字图像，我们需要将连续感测数据转换为数字格式。这就需要两个过程：采样和量化。

2、基本概念

下图显示了想要转换为数字形式的连续图像f。图像在 x 和 y 坐标以及幅度上是连续的。为了将其数字化，我们必须在坐标和幅度中对函数进行采样。将坐标值数字化称为采样。将幅度值数字化称为量化。

图 (a) 连续图像。 (b) 显示连续图像中沿线 AB 的强度变化的扫描线。(c) 采样和量化。(d) 数字扫描线。

图(b)中的一维函数是沿图(a)中线段AB的连续图像的幅度（强度级别）值的图。随机变化是由于图像噪声。为了对该函数进行采样，我们沿线AB取等间距的样本，如图(c)所示。样本显示为叠加在函数上的黑色小方块，它们的（离散）空间位置由图底部的相应刻度线表示。这组黑色方块构成了采样函数。然而，样本的值仍然跨越（垂直）强度值的连续范围。为了形成数字函数，还必须将强度值转换（量化）为离散量。图(c)中的垂直灰色条描绘了分为八个离散间隔的强度标度，范围从黑色到白色。垂直刻度线表示分配给八个强度间隔中的每一个的特定值。通过将八个值之一分配给每个样本来量化连续强度级别&#

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