数字图像处理笔记(一)——图像存储空间,分辨率,图像内插

数字图像处理笔记(一)——图像存储空间,分辨率,图像内插

本系列笔记是笔者在学习冈萨雷斯《数字图像处理》第三版时做的总结,日后看的时候方便点,如果有幸得到大家的讨论,喜上眉梢。

本节参考书本第2.4节 图像取样与量化

1 概念

图像的原点位于左上角,其中正x轴向下延伸,正y轴向右延伸。这种方便的表示基于这样的事实:许多图像显示(譬如电视显示器)扫描都是从左上角开始的,然后一次向下移动一行。更重要的事实是矩阵的第一个元素按惯例应在阵列的左上角,因此,将图像的原点选择在左上角在数学上是讲得通的。

2 图像储存空间的计算问题

首先了解一些基本概念
灰度级数L通常取2的整数次幂,即 L = 2^k
b的英文是bit,中文是比特
B的英文是byte,中文是字节
1B = 8b
1KB = 1024B
1MB = 1024KB
1GB = 1024MB
1TB = 1024GB

存储一幅图像所需的比特数b为 b = M * N * k
M = N时,该试变为 b = N^2 * k

举个例子
一幅400*800的16灰度级图像、256灰度级图像分别需要多少存储空间?
答:(1)16灰度级图像:16 = 2^4,即 k = 4,b = 400 * 800 * 4 = 1280000bit = 160000B = 156.25KB
(2)256灰度级图像:258 = 2 ^ 8,即 k = 8,b = 400 * 800 * 8 = 2560000bit = 320000B = 312.5KB

下图为书本上N和k取不同值时存储所需的比特数
数字图像处理笔记(一)——图像存储空间,分辨率,图像内插_第1张图片

3 空间和灰度分辨率

空间分辨率是图像中可辨别的最小细节的度量。dpi表示每英寸的点数(1英寸 = 25.4毫米),像下图中水平分辨率为每英寸有96个点数,也就是每英寸有96个像素点,每毫米有大约3.78个像素点。

咱们通常所说的分辨率为1920*1080,意思是该图像有这么多像素点,结合空间分辨率就可以求出该图像打印出来的真实尺寸。

比如像下面这幅图分辨率为19201080,空间分辨率为96dpi,则该图像真实宽度为1920/3.78 = 507.9mm*,真实高度为1080/3.78 = 285.8mm。具体证明大家可以在word里将纸张大小设置为最大,然后将图像插入进去,格式里的宽度和高度即为图像真实高宽。
数字图像处理笔记(一)——图像存储空间,分辨率,图像内插_第2张图片
怪不得书中说如果没有规定图像包含的空间维度,那么我们说一幅图像的分辨率为1024*1024像素是没有意义的。

灰度分辨率是指在灰度级中可分辨的最小变化。

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