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图像数字化

图像数字化
图像数字化

1、图像数字化的过程有些什么内容,具体是如何实现的?

图像数字化:是将一幅图像从其原来的形式转换为数字形式的处理过程。

要在计算机中处理图像,必须先把真实的图像(照片、画报、图书、图纸等)通过数字化转变成计算机能够接受的显示和存储格式,然后再用计算机进行分析处理。图像的数字化过程主要分采样、量化与编码三个步骤。[2]

○1、采样:是的在一幅图像每个像素位置上测量灰度值。

图像采样

采样的实质就是要用多少点来描述一幅图像,采样结果质量的高低就是用前面所说的图像分辨率来衡量。简单来讲,对二维空间上连续的图像在水平和垂直方向上等间距地分割成矩形网状结构,所形成的微小方格称为像素点。一副图像就被采样成有限个像素点构成的集合。例如:一副640*480分辨率的图像,表示这幅图像是由640*480=307200个像素点组成。

如图“图像采样”所示,左图是要采样的物体,右图是采样后的图像,每个小格即为一个像素点。

采样频率是指一秒钟内采样的次数,它反映了采样点之间的间隔大小。采样频率越高,得到的图像样本越逼真,图像的质量越高,但要求的存储量也越大。

在进行采样时,采样点间隔大小的选取很重要,它决定了采样后的图像能真实地反映原图像的程度。一般来说,原图像中的画面越复杂,色彩越丰富,则采样间隔应越小。由于二维图像的采样是一维的推广,根据信号的采样定理,要从取样样本中精确地复原图像,可得到图像采样的奈奎斯特(Nyquist)定理:图像采样的频率必须大于或等于源图像最高频率分量的两倍。[2]

○2.量化

量化是指要使用多大范围的数值来表示图像采样之后的每一个点。量化的结果是图像能够容纳的颜色总数,它反映了采样的质量。

例如:如果以4位存储一个点,就表示图像只能有16种颜色;若采用16位存储一个点,则有216=65536种颜色。所以,量化位数越来越大,表示图像可以拥有更多的颜色,自然可以产生更为细致的图像效果。但是,也会占用更大的存储空间。两者的基本问题都是视觉效果和存储空间的取舍。

线段AB(量化)

假设有一幅黑白灰度的照片,因为它在水平于垂直方向上的灰度变化都是连续的,都可认为有无数个像素,而且任一点上灰度的取值都是从黑到白可以有无限个可能值。通过沿水平和垂直方向的等间隔采样可将这幅模拟图像分解为近似的有限个像素,每个像素的取值代表该像素的灰度(亮度)。对灰度进行量化,使其取值变为有限个可能值。

经过这样采样和量化得到的一幅空间上表现为离散分布的有限个像素,灰度取值上表现为有限个离散的可能值的图像称为数字图像。只要水平和垂直方向采样点数足够多,量化比特数足够大,数字图像的质量就比原始模拟图像毫不逊色。在量化时所确定的离散取值个数称为量化级数。为表示量化的色彩值(或亮度值)所需的二进制位数称为量化字长,一般可用8位、16位、24位或更高的量化字长来表示图像的颜色;量化字长越大,则越能真实第反映原有的图像的颜色,但得到的数字图像的容量也越大。

例如:图“线段AB(量化)”,沿线段AB(左图)的连续图像灰度值的曲线(右图),取白色值最大,黑色值最小。

线段的采样和量化

先采样:沿线段AB等间隔进行采样,取样值在灰度值上是连续分布的,如图“线段的采样和量化”左图;

再量化:连续的灰度值再进行数字化(8个级别的灰度级标尺),如图“线段的采样和量化”右图。

○3、压缩编码

数字化后得到的图像数据量十分巨大,必须采用编码技术来压缩其信息量。在一定意义上讲,编码压缩技术是实现图像传输与储存的关键。已有许多成熟的编码算法应用于图像压缩。常见的有图像的预测编码、变换编码、分形编码、小波变换图像压缩编码等。

当需要对所传输或存储的图像信息进行高比率压缩时,必须采取复杂的图像编码技术。但是,如果没有一个共同的标准做基础,不同系统间不能兼容,除非每一编码方法的各个细节完全相同,否则各系统间的连接十分困难。

为了使图像压缩标准化,20世纪90年代后,国际电信联盟(ITU)、国际标准化组织ISO和国际电工委员会IEC已经制定并继续制定一系列静止和活动图像编码的国际标准,已批准的标准主要有JPEG标准、MPEG标准、H.261等。

2、色彩模型有哪些,各有什么特点?

常用的颜色模型包括RGB颜色模型、HSL颜色模型、CMY颜色模型、Lab颜色模型等。

○1、RGB模型

RGB颜色模型是工业界的一种颜色标准,其过对红(R)、绿(G)、蓝(B)三个颜色通道的变化以及它们相互之间的叠加来得到各式各样的颜色的,该颜色模型几乎包括了人类视力所能感知的所有颜色,是目前运用最广的颜色系统之一。主要为计算机显式器所采用。在RGB 模式下,每种RGB 成分都可使用从0(黑色)到255(白色)的值。例如,亮红色使用R 值255、G 值0 和B 值0。当所有三种成分值相等时,产生灰色阴影。当所有成分的值均为255 时,结果是纯白色;当该值为0 时,结果是纯黑色。也是计算机中最直接的色彩表示方法。

根据三基色的原理,任意给定的色彩光F的配色关系式为:

F=R[R]+G[G]+B[B]

○2、HSL模型

HSL模型是使用色彩的三属性来描述颜色。H为颜色的色调,改变它的数值课生成不同的颜色表示;S为颜色的饱和度,改变它可以使颜色变亮或变暗;L为颜色的亮度参量。

HSL是色彩的另一个表示形式,比较像日常生活用的色彩模式。由于HSL 模型直接体现色彩之间的关系,所以非常适合于色彩设计,绝大部分的设计软件都提供l这种色彩模型,其中包括windows的系统调色。用HSL模型描述颜色时更加自然,符合人眼对颜色的感知方式,编辑十分方便直观,比较容易理解。

○3、CMY模型

CMY也称作印刷色彩模式,是一种依靠反光的色彩模式,CMY是3种印刷油墨名称的首字母:青色Cyan、品红色Magenta、黄色Yellow,而K取的是Black最后一个字母,之所以不取首字母,是为了避免与蓝色(Blue)混淆。从理论上来说,只需要CMY三种油墨就足够了,它们三个加在一起就应该得到黑色,但由于目前制造工艺还不能造出高纯度的油墨,CMY相加的结果实际是一种暗红色,因此还需要加入一种专门的黑墨来调和。CMYK 颜色模型主要用于打印机输出。CMY模式与RGB模式不同,因为色彩并不是直接来自于光线的颜色产生,而是照射在颜料上反射回来的光线所产生,颜料会吸收一部分光线,而未吸收的光线会反射出来,成为视觉判定颜色的依据,因此有时也称其为减色模型。

○4、Lab模型

Lab 颜色模型是由照度(L)和有关色彩的a, b三个要素组成。L表示照度(Luminosity),相当于亮度,a表示从红色至绿色的范围,b表示从黄色至蓝色的范围。 L的值域由0到100,L=50时,就相当于50%的黑;a和b的值域都是由+127至-128,其中+127 a就是红色,渐渐过渡到-128 a的时候就变成绿色;同样原理,+127 b是黄色,-128 b是蓝色。所有的颜色就以这三个值交互变化所组成。例如,一块色彩的Lab值是L = 100,a = 30, b = 0, 对应的颜色为粉红色。

Lab颜色模型可视化如图3所示,它由颜色轴所构成的平面上的环形线来表示颜色的变化,其中径向表示色饱和度的变化,自内向外,饱和度逐渐增高;圆周方向表示色调的变化,每个圆周形成一个色环;而不同的发光率表示不同的亮度并对应不同环形颜色变化线。其中A. 亮度=100%(白) B. 从绿到红 C. 从蓝到黄 D. 亮度= -100%(黑)

Lab颜色模型与设备无关,并且色域宽阔,不仅包含了 RGB,CMY的所有色域,还能表现它们不能表现的色彩。人的肉眼能感知的色彩,都能通过Lab模型表现出来。另外,Lab色彩模型的绝妙之处还在于它弥补了RGB色彩模型色彩分布不均的不足,因为RGB模型在蓝色到绿色之间的过渡色彩过多,而在绿色到红色之间又缺少黄色和其他色彩。如果希望在数字图形的处理中保留尽量宽阔的色域和丰富和色彩,最好选择Lab颜色模型。

3、常见的数字图像文件格式有哪些,各有什么特啊点?

常见的格式有:bmp、jpg、gif、png、psd、Tiff、svg、CDR。

○1、bmp

BMP:Windows 位图

Windows 位图可以用任何颜色深度(从黑白到24 位颜色)存储单个光

栅图像。Windows 位图文件格式与其他 Microsoft Windows 程序兼容。它不支持文件压缩,也不适用于 Web 页。从总体上看,Windows 位图文件格式的缺点超过了它的优点。为了保证照片图像的质量,请使用 PNG 文件、JPEG 文件或 TIFF 文件。BMP 文件适用于 Windows 中的墙纸。

优点:BMP 支持 1 位到 24 位颜色深度。BMP 格式与现有 Windows 程序(尤其是较旧的程序)广泛兼容。

缺点:BMP 不支持压缩,这会造成文件非常大,BMP 文件不受 Web 浏览器支持。

○2、jpg

JPEG:联合摄影专家组

JPEG 图片以 24 位颜色存储单个光栅图像。JPEG 是与平台无关的格式,支持最高级别的压缩,不过,这种压缩是有损耗的。渐近式 JPEG 文件支持交错。可以提高或降低 JPEG 文件压缩的级别。但是,文件大小是以图像质量为代价的。压缩比率可以高达 100:1。(JPEG 格式可在 10:1 到20:1 的比率下轻松地压缩文件,而图片质量不会下降。)JPEG 压缩可以很好地处理写实摄影作品。但是,对于颜色较少、对比级别强烈、实心边框或纯色区域大的较简单的作品,JPEG 压缩无法提供理想的结果。有时,压缩比率会低到 5:1,严重损失了图片完整性。这一损失产生的原因是,JPEG 压缩方案可以很好地压缩类似的色调,但是 JPEG 压缩方案不能很好地处理亮度的强烈差异或处理纯色区域。

优点:摄影作品或写实作品支持高级压缩,利用可变的压缩比可以控制文件大小。支持交错(对于渐近式 JPEG 文件)。JPEG 广泛支持 Internet 标准。

缺点:有损耗压缩会使原始图片数据质量下降。当您编辑和重新保存 JPEG 文件时,JPEG 会混合原始图片数据的质量下降。这种下降是累积性的。不适用于所含颜色很少、具有大块颜色相近的区域或亮度差异十分明显的较简单的图片。是最常见的格式之一。

○3、gif

GIF:图形交换格式;

GIF 图片以 8 位颜色或 256 色存储单个光栅图像数据或多个光栅图像数据。GIF 图片支持透明度、压缩、交错和多图像图片(动画 GIF)。PGIF 透明度不是 alpha 通道透明度,不能支持半透明效果。GIF 压缩是LZW 压缩,压缩比大概为 3:1。GIF 文件规范的 GIF89a 版本中支持动画GIF。

优点:GIF 广泛支持 Internet 标准。支持无损耗压缩和透明度。动画 GIF 很流行,易于使用许多 GIF 动画程序创建。很多QQ表情都是GIF的~缺点:GIF 只支持 256 色调色板,因此,详细的图片和写实摄影图像会丢失颜色信息。

○4、PNG

PNG 图片以任何颜色深度存储单个光栅图像。PNG 是与平台无关的格式。PNG格式:与JPG格式类似,网页中有很多图片都是这种格式,压缩

比高于GIF,支持图像透明,可以利用Alpha通道调节图像的透明度,是网页三剑客之一Fireworks的源文件。

优点:PNG 支持高级别无损耗压缩。支持 alpha 通道透明度。PNG 支持伽玛校正。PNG 支持交错。PNG 受最新的 Web 浏览器支持。

缺点:较旧的浏览器和程序可能不支持 PNG 文件。作为 Internet 文件格式,与 JPEG 的有损耗压缩相比,PNG 提供的压缩量较少。作为Internet 文件格式,PNG 对多图像文件或动画文件不提供任何支持。

○5、PSD

PSD格式:Photoshop的专用图像格式,可以保存图片的完整信息,土层,通道,文字都可以被保存,图像文件一般较大。

○6、Tiff

TIFF格式:它的特点是图像格式复杂、存贮信息多,在Mac中广泛使用的图像格式,正因为它存储的图像细微层次的信息非常多,图像的质量也得以提高,故而非常有利于原稿的复制。很多地方将TIFF格式用于印刷.

○7、SVG

矢量图形,文件很小。

○8、CDR

著名的图形设计软件——CorelDRAW的专用格式,属于矢量图像,最大的优点“体重”很轻,便于再处理。

项目二第二课时 了解声音和图像的数字化

第一单元数据与信息 项目二探究计算机中的数据表示———认识数据编码 第二课时了解声音和图像的数字化 ■教材分析 本项目旨在落实课标中“知道数据编码的基本方式”这一内容要求,让学生在体验数值、文本、声音、图像的基本编码方法的过程中,了解在数字化工具中存储数据的一般原理与方法。这部分内容理论性强,且对于高中生有一定难度。 教材继续延用“鸟类研究”这一项目情境,从“将鸟类研究过程中采集的数据数字化后存入计算机”这一需求出发,以生活中的编码为切入点,按照各类数据编码的原理及特点设计了三个活动———从树牌号认识编码、了解数值数据和文本数据的编码、了解声音和图像的数字化,引导学生探究各类数据在计算机中的表示方法,学习数值、文本、声音、图像等类型数据的基本编码方法,增强信息意识、发展计算思维、提升数字化学习能力。 ■教学目标 (1)经历声音数据数字化的过程,掌握声音数据数字化的基本方法,了解声音数字化的基本原理,知道采样频率、量化位数和声道数对数字化音频文件大小及效果的影响。 (2)经历图像数字化的过程,掌握图像数字化的基本方法,了解图像数字化的基本原理,知道分辨率和量化位数对位图的影响。 (3)亲历方案设计、对比分析、探究实验等学习活动,体会运用信息技术开展学习、解决问题的思想与方法。 (4)在数字化学习过程中掌握数字化学习的策略和方法,能够根据需要选用恰当的方法及合适的数字化工具和资源开展有效学习。 ■教学准备 (1)软硬件环境:机房,音频编辑软件,图像处理软件。 (2)教学素材:各类数据编码实例和编码表,用于体验活动的声音文件和图像文件。 ■教学重点 数字化过程的三个步骤:采样、量化、编码。

图像的数字化

图像的数字化 专业:电子与通信工程 姓名:赵彬 学号:149030006

图像的数字化 引言 由于多媒体技术的快速发展,大量生动逼真的数字化图像给我们带来了巨大乐趣,但是对数字图像的的基础知识了解很少。本文将将重点介绍图像的数字化过程以及数字化过程所用到的一些方法。 原理 要把现实中的图像转化为计算机可以处理的图像,必须要把真实的图像转换为计算机能够接受的显示和存储方式,然后再用计算机分析和处理[1]。将模拟图像转变成数字图像的转换过程称为图像数字化,该过程可简单地分为:采样和量化两个步骤。如下图所示: 一、采样 采样的实质就是要用多少点来描述一幅图像,采样结果质量的高低就是用前面所说的图像分辨率来衡量。简单来讲,对二维空间上连续的图像在水平和垂直方向上等间距地分割成矩形网状结构,所形成的微小方格称为像素点。一副图像 采样 量化 连续图像 f (x, y) 采样图像 fs(m, n) 数字图像 f (m, n) 图像的数字化过程

就被采样成有限个像素点构成的集合。例如:一副640*480分辨率的图像,表示这幅图像是由640*480=307200个像素点组成。 如图所示,左图是要采样的物体,右图是采样后的图像,每个小格即为一个像素点[2]。 采样间隔大小的选取依据原图像中包含的细微浓淡变化来决定。它决定了采样后图像的质量,即忠实于原图像的程度。采样频率是指一秒钟内采样的次数,它反映了采样点之间的间隔大小。采样频率越高,得到的图像样本越逼真,图像的质量越高,但要求的存储量也越大。 在进行采样时,采样点间隔大小的选取很重要,它决定了采样后的图像能真实地反映原图像的程度。一般来说,原图像中的画面越复杂,色彩越丰富,则采样间隔应越小。由于图像基本上是采取二维平面信息的分布方式来描述的,所以为了对它进行采样操作,需要先将二维信号变为一维信号,再对一维信号完成采样。换句话说,将二维采样转换成两次一维采样操作来实现。根据信号的采样定理,要从取样样本中精确地复原图像,可得到图像采样的奈奎斯特(Nyquist )定理:图像采样的频率必须大于或等于源图像最高频率分量的两倍。即 将二维图像信号变换成一维图像信号最常用的方法是,首先沿垂直方向按一定间隔,从上到下的顺序沿水平方向以直线扫描的方式,取出各个水平行上灰度? ??≥≥yc y xc x ωωωω2200

档案数字化的基本流程

档案数字化的基本流程 一、档案分类整理 按照档案情况:年度、类别、长短期等进行分类整理,将部门编制不统一的进行统一分类,以便数字化后方便查找与管理。 二、档案交接 分类整理后的档案按年度、类别提出,提卷时数字化加工方的提卷人员按照要求,编写档案的页号和需要扫描录入的文件页号后及抽取不需扫描的页面,并按实际页数填写详细的档案交接清单,并由双方主管人员签字。 三、索引著录 标引著录为了方便查阅与管理,打印制作档案目录及档案封面,对文字录入的准确性要求较高,但要录的文本域并不是完全统一的在某一页面上,一些文本域要在多个文件中选择,标引著录时需按照国家档案局有关标准结合的实际情况录入。 文本域录入按照统一的标准对所需录入的文本进行标引、按照录入特征制作相应的《文字录入工作说明书》,供录入员和校对人员参考。 注:案卷目录和卷内目录按照档案进馆标准录入。案卷目录和卷内目录的样式可根据档案的实际情况做相应调整。 四、档案拆分 档案拆分前要对档案进行统一的编号,编制总页号后,要从中选中需要扫描的页面。再一次编制所需扫描的页号,两个页号需要用铅笔的颜色或位置区分,以确保档案还原时能够

清楚区别和核实页数,档案拆分时要严格按照要求对不需扫描的页面进行标注。 五、档案的扫描 原件的扫描与存储格式完全按照国家档案管理的统一标准要求扫描。扫描人员按照《扫描与处理工作说明书》的要求,填写移交清单(此移交清单是档案拆分人员和扫描人员共同填写)并签字领取后进行纸介扫描。扫描图像使用先进的图像扫描处理软件,扫描人员可根据原稿质量,对系统进行定义,如自动倾斜校正、自动去污、自动分文件等批处理功能。在由系统自动处理功能的同时,扫描人员根据原件的实际情况做相应的调整,如超大页面的处理、纸张颜色深浅及薄厚的处理、扫描时可根据不同原件的情况,调整图像的分辨率、阀值、明亮度以及扫描方式和扫描速度,确保在扫描图像质量清晰的情况下,使原件完好无损。六、图像处理 采用自动化处理和人工处理相结合的方式,确保图像质量的完美。通过校对系统对图像进行校对,确保图像顺序正确、去斑点、污渍、黑边、偏斜处理、校验。在校对时发现不合格图像及时返回前一工序进行改正。 七、质量检验 对扫描处理完成后的图像页面进行检验,对档案拆分、扫描、修正、去污、文本流程图的处理、插图、照片的处理以及文本和图像页的匹配进行检验等质量进行全面检验。 对文本域录入与文本录入域的标引、文件的页号及页数进行对比,对扫描前的图像页的标引与扫描后的图像页的编号与页数进行对比,发现不合格的登记清单并退回上一流程重新处理。 八、图像与索引挂接 文本域录入和扫描处理检验后的图像成品,按年度进行文字图像与系统的挂接,不需手工挂接即可实现文本与图像页与系统的挂接。挂接到档案管理系统中后,进行再次的成品验收,对各种使用习惯逐页进行检验,验收合格后移交验收小组验收。 九、案卷整理 档案整理工作严格按照国家档案局规定的相关标准进行有序的整理,公司安排专人负责案卷整理与还原。

图像的数字化表示

第二章图形、图像 案例一 图像的数字化表示 (一)学习任务分析 本节课主要是向学生介绍在信息技术设备中存储的图像是如何用数字形式表示出来的。包括两部分:1.图像的分割,即以像素为基本单元,组成数字化图像;2.像素的数字化表示方法。本节课的教学的顺利完成,对后续的课堂教学有着重要奠定基础的作用。它是本课程理论部分教学的重点。 (二)学习者分析 学生没有相关或类似先前经验,甚至由于初中的应试教育,导致学生对信息技术的更基础的二进制数字还相当陌生,因此,对学生进行课前针对性的补习辅导十分必要。 (三)学习目标分析 1.知识与技能 (1)了解图像在多媒体技术中的表示方法 (2)理解图像数字化表示的相关概念 (3)能够估算图像在计算机中存储的大小 2.过程与方法 (1)体会图形、图像的视觉意义 (2)认识图形、图像表达信息的效果与特点 (3)能主动利用数字化图像解决日常生活、学习中遇到的的问题 (4)能主动利用数字化图像呈现信息、发表观点、交流思想、开展合作3.情感态度与价值观 (1)通过观看演示文稿,使学生感受图像在信息表达的独特作用,激发学生探求 图像处理技术的欲望 (2)感受数字化图像对日常生活的影响 (3)引导学生负责地、健康地使用信息技术 (四)教学策略的选择与设计 教法:为了帮助学生正确理解图像的数字化表示方法,教师在每个教师环节努力为学生创设一个鲜活的教学情境,集中学生注意力,并激发学生学习兴趣,提出由浅入深、由表及里、循序渐进的启发性问题引起思考。教学活动以启发式教学为主,根据各环节教学内容,灵活运用各种教学策略。 学法:独立思考与小组讨论,通过一些计算强化对概念和方法的理解 (五)教学程序设计 环节一:引入课题、体验和认识图像的信息化表达 (一)课题的引入,依次提出如下问题: 1.信息是以什么形式存储在计算机中? 2.信息的载体有哪些形式? 3.图像以什么形式存储在计算机中? 4.我们要利用现代的信息技术存储、加工、传递图像,需要对图像进行如何处理? 环节二:像素的概念 1.情境创设

档案数字化基本工作流程

档案数字化基本工作流程 一、术语和定义 1、数字化 用计算机技术将模拟信号转换为数字信号的处理过程。 2、纸质档案数字化 采用扫描仪或数码相机等数码设备对纸质档案进行数字加工,将其转化为存储在磁带、磁盘、光盘等载体上并能被计算机识别的数字图像或数字文本的处理过程。 3、数字图像 表示实物图像的整数阵列。一个二维或更高维的采样并量化的函数,由相同维数的连续图像产生。在矩阵(或其他)网络上采样——连续函数,并在采样点上将值最小化后的阵列。 4、黑白二值图像 只有黑白两级灰度的数字图像。它对应于黑白两种状态的文字稿、线条图等。 5、连续色调静态图像 以多于两级灰度的不同浓淡层次或以不同颜色通道组合成的静态数字图像。在纸质档案数字化过程中,通常表现为灰度扫描和彩色扫描两种模式。 6、分辨率 单位长度内图像包含的点数或像素数,一般用每英时点数(dpi)表示。 7、失真度 对档案进行数字化转换后,数字图像与档案原件在色彩、几何等方面的偏离程度。 8、可懂度 数字图像向人或机器提供信息的能力。 9、图像压缩 清除图像冗余或图像近似的任一种过程,其目的是对图像以更紧凑的形式表示。 二、纸质档案数字化基本要求 1、基本原则 纸质档案数字化的基本原则是使档案信息资源准确方便快捷地提供利用,使可以公开的档案信息资源得到共享,以满足社会对档案利用的需求。 2、数字化对像的确定原则 应当对所要进行数字化的对象按照一定的原则和方法进行确认,只有符合一定要求的纸质档案文献才能进行数字化。 1)符合国家法律法规的原则 纸质档案的数字化,必须符合国家档案开放规定以及有关规定。 2)价值性原则 属于归档范围且应永久或长期保存的、社会利用价值高的档案可列入数字化加工的范围。 3、基本环节 纸质档案数字化的基本环节主要包括:档案整理、目录建库、档案扫描、图像处理、图像存储、数据质检、数据挂接、数据验收、数据备份、成果管理等。 4、过程管理 1)应加强纸质档案数字化各环节的安全保密管理机制,确保档案原件和数字化档案信息的安全. 2 )纸质档案数字化的各个环节均应进行详细的登记,并及时整理、汇总,装订成册,在数字化工作完成的同时建立起完整、规范的记录。 三、档案整理

图像的数字化表示

图像的数字化表示 (一)学习任务分析 本节课主要是向学生介绍在信息技术设备中存储的图像是如何用数字形式表示出来的。包括两部分:1.图像的分割,即以像素为基本单元,组成数字化图像;2.像素的数字化表示方法。本节课的教学的顺利完成,对后续的课堂教学有着重要奠定基础的作用。它是本课程理论部分教学的重点。 (二)学情分析 学生没有相关或类似先前经验,学生对信息技术的最基础的二进制数字相对陌生,因此,对学生进行课前针对性的补习辅导十分必要。 (三)教学目标 1.知识与技能 (1)了解图像在多媒体技术中的表示方法 (2)理解图像数字化表示的相关概念 (3)能够估算图像在计算机中存储的大小 2.过程与方法 (1)体会图形、图像的视觉意义 (2)认识图形、图像表达信息的效果与特点 (3)能主动利用数字化图像解决日常生活、学习中遇到的问题

(4)能主动利用数字化图像呈现信息、发表观点、交流思想、开展合作 3.情感态度与价值观 (1)通过观看演示文稿,使学生感受图像在信息表达的独特作用,激发学生探求图像处理技术的欲望 (2)感受数字化图像对日常生活的影响 (3)引导学生负责地、健康地使用信息技术 (四)教学策略的选择与设计 教法:为了帮助学生正确理解图像的数字化表示方法,教师在每个教师环节努力为学生创设一个鲜活的教学情境,集中学生注意力,并激发学生学习兴趣,提出由浅入深、由表及里、循序渐进的启发性问题引起思考。教学活动以启发式教学为主,根据各环节教学内容,灵活运用各种教学策略。 学法:独立思考与小组讨论,通过一些计算强化对概念和方法的理解 (五)教学过程 环节一:引入课题、体验和认识图像的信息化表达 (一)课题的引入,依次提出如下问题: 1.信息是以什么形式存储在计算机中? 2.信息的载体有哪些形式? 3.图像以什么形式存储在计算机中?

《图形图像的数字化表示》教案

《图形、图像的数字化表示》教案 一、教材分析 本课选自教育科学出版社出版的普通高中课程标准实验教科书《多媒体技术应用》第二章第一节,主要包含了图形、图像的数字化原理,数字图像的分类、存储、压缩的相关知识。在文字、图像、声音、视频这几类信息的数字化应用中,本课内容是和实际应用比较贴近的,掌握好这部分知识对于提高学生多媒体方面信息素养有很大帮助。 二、教学目标 1.知识与技能目标:知道图像信息数字化的基本方式;认识不同图片类型的特点;认识分辨率、位深度等图像参数的含义和图像效果、大小的关系;掌握利用图像处理软件修改图像大小、位深度、图像类型的能力。 2.过程与方法目标:经历图像数字化的采集、修改、编码压缩的过程;在利用图像处理软件加工过程中,进一步掌握依据问题实际需求,设置适当的图像类型、分辨率的方法。 3.情感态度与价值观目标:在探究实验总结中,养成大胆创新、勇于实践、严谨实施的科学研究态度;在小组合作交流中,养成团结协作、积极交流的团队精神。 三、教点学重点和难点 教学重点:认识分辨率、位深度等图像参数的含义和图像效果、大小的关系。教学难点:理解图形图像的数字化原理。 四、教学方法 讲授法、引导法、探究法 五、教学过程

思考2:缩小后的图像,再想放大回原来的尺寸,效果怎么样? 二、图像的分类 、位图[bitmap],也叫做点阵图、像素图,简单的说,由许多像小方块一样的像素组成的图形,缩放会失真。

思考4:图像效果、图像大小、分辨率之间的联系规律是什么? 【任务二】:打开文件夹“2”,设计实验方案,探究图像分辨率不变、而位深度不同时,图像效果、文件大小的变化规律。 图像颜色数目和每个像素占用位数对照

图像数字化

图像数字化是计算机图像处理之前的基本步骤,目的是把真实的图像转变成计算机能够接受的存储格式。数字化过程分为采样与量化处理两个步骤,采样的实质就是要用多少点来描述一张图像,比如,一幅640×480的图像,就表示这幅图像是由307200个点所组成。量化是指要使用多大范围的数值,来表示图像采样之后的每一个点。这个数值范围包括了图像上所能使用的颜色总数,例如,以4个bits存储一个点,就表示图像只能有16种颜色,数值范围越大,表示图像可以拥有越多的颜色,自然可以产生更为细致的图像效果。量化的结果是图像能够容纳的颜色总数。两者的基本问题都是视觉效果与存储空间的取舍问题。 一个图像是如何数字化的呢?不妨从一张玩具鸭子图片说起。 首先要把图片打格子分成若干小块,每块用一个数字来表示一种颜色。如果图像是纯黑白两色的,那每块只用1或0表示即可。若图像是16色的,每块用4位二进数表示,因为2^4=16,即4位二进制有16种组合,每种组合表示一种颜色就行了。真彩色位图的每个小块,都是由不同等级的红绿蓝三种色彩组合的,如图所示,每种颜色有2^8个等级,所以共有2^24种颜色,因此每小块需要24位二进制数来表示。

可见,数字图像越艳丽,则需要记录的二进制数就越多越长。除此之外,打的格子越密,则一副图的总数据量就越大,此例中鸭子图片分成了11×14=154块,按真彩色位图来计算,则总数据量为154×24=3696比特。这些小格子显然是太大了,不能表现图片的细节,实际中的格子要密得多,例如1024×768,这是大家都熟悉的显示分辩率。 看这张滑雪图,人体的色彩变化比较大,而天空和雪的色彩却非常单调,可以想象,代表每个小格颜色的数值也应该非常接近,图右下的原始数据是8个相邻格子的色彩数据,由于两个相邻格子的数据差异很小,所以可以用第一个格式数据当作第二个格子数据的预测值,经实际测量后,把真实值与预测值的差值求出来,并用这个差值来表示第二个格子的色彩。那么,实际记录下的就是第三行差值。但恢复数据时,用前面一个值加上差值,就是当前的色彩值,只要有第一位的基础值,后面的色彩值就可以滚雪球式的一个个求出来。 用差值来记录色彩,只是简单地进行了很多个减法运算,在还原时再加回来,数据并没有一丁点的损失,因此被称为无损压缩,如果把很少的差值彻底丢弃,在还原时把一个格子

(完整版)ArcGIS中数字化步骤

ArcGIS中数字化步骤 地图数字化是获取矢量空间数据的一种重要方式。地图扫描数字化是一个复杂的过程,包括地图的扫描、配准和裁剪、图像拼接、图形要素的跟踪、采集、属性字段的添加和属性数据的录入等环节,每个环节都会影响到矢量化的质量和效率。 1、扫描地图 扫描地图时需要尽可能的保持图纸的平整,扫描的分辨率建议在300dpi-500dpi左右即可。 2、设置格式 只有事先设置ArcMap支持的格式:*.img、*.tif、*sid、*.jpg、*bip、*ers、*bmp、*bsq 等。否则,不能在ArcMap中打开。步骤如下: 3、建立图层 在GIS中,我们把地理实体按照点、线、面分成三类。在ArcCatalog中建立县官图层文

件。 同样的道理,可以建立线、面等图层。

4、添加图层 点击ArcMap工具栏中, 然后就出现: 选中图层文件,点击Add 5、修改地图符号 双击左边图层控制栏中,计量站下的地图符号,选择自己需要的类型和颜色。依次

6、开始编辑 如果没有Edit,在工具栏---Tools---Editor ToolBar, 6、栅格配准 栅格配准是通过控制点的选取,对扫描后的栅格数据进行坐标匹配和几何校正。经过配准后的栅格数据具有地理意义,在此基础上采集得到的矢量数据才具有一定地理空间坐标,才能更好地描述地理空间对象,解决实际空间问题。 配准的精度直接影响到采集的空间数据的精度。因此,栅格配准是进行地图扫描矢量化的关

在工具栏点右健,选中georeferecing,出现,选取四个控制点 3、屏幕跟踪 地图数字化的主要工作是进行栅格数据的跟踪采集,这是扫描数字化过程中耗时最长的环节,也是一项艰苦的工作。这个过程需要数字化员认真仔细的对地图上的所有地物进行描绘。 4、编辑和捕捉 1)图形编辑 岛状多边形 公共边多边形 道路、河流等的沿线标注 编辑对象节点 线对象的连接 等等 2)捕捉 在图形要素的采集过程中,设置较小的捕捉容限,对待采集的数据进行空间关系的捕捉,会大大减少数据采集中的拓扑错误。如:点与其它要素重叠或者在其它要素的中点或延长线上,线对象与线对象之间的平行、垂直 成固定角度等空间关系,都可以在编辑的过程中进行实时捕捉(图7所示),并可根据应用要求设置捕捉容限。

数字化加工流程及各流程描述

数字化加工流程及各流程描述 1档案接收 将档案从档案库房的排、架上,按档案分类顺序填单、下架、清点、排列装入有编号的档案箱内,形成档案下架清单,清楚记录档案号和箱号。保证加工过程中档案不离箱,同时做到档案防水、防压、运输安全,减少档案的破损和丢失。 对接收的档案按分类形成其电子/纸质目录,根据需要清点到盒(卷),不出现漏登记或重复登记。由法院和我方专人在出库移交清单上签字确认。 对下架接收的档案资料进行两人以上交叉核对、检查,与院方提供的电子/纸质的接收清单在我方的生产加工管理软件档案接收模块中进行比对,如有错误之处立即核查更正,并打印出勘误表请院方确认后再进行档案整理等工作。 我方考虑到院方提供的加工场地空间有限,采用定期分批接收,以便节省空间并可以保证加工现场加工工作的有序进行。 2标准的目录结构和文件夹的建立

按照院方所提供的案卷目录和文件目录数据库结构与着录要求,规范档案中的目录内容。包括档案目录的着录字段、字段长度和内容要求进行正确的着录和校对。 原则是以历史形成的档案整理顺序编排,并与档案实体保持一致。例如:文书档案目录结构:年度+资料分类+卷+件+页。 照片档案和实物档案目录结构:以历史形成的档案整理顺序编排,并与档案实体保持一致。 3建立目录数据库 主要建立案卷级目录数据库和文件级目录数据库,并通过专业技术把目录库与我方进行档案数字化加工的档案加工管理系统关联起来,从而提高档案数字化的工作效率。 4档案着录的工作细节 ● ●按原目录着录 按照国家档案局《档案着录规则》(DA/T18)和院方的要求(即上述案卷目录和文件级目录要求)进行着录,建立档案目录数据库。并将档案影像文件、档案条目信息、档案物理位置一一对应,形成方便管理查询的完整的电子档案。

图形、图像的视觉意义与特点、图形、图像的数字化表示

2.1 多媒体作品中的图形、图像 三维教学目标: 知识与技能: (1)了解图形、图像的视觉意义及表达信息的特点。 (2)了解数字化图形、图像的概念和特点 (3)理解像图像数字化表示的基本原理 过程与方法: (1)用举例法、提问法初步掌握使用图形、图像表达信息的特点。 (4)针对图像数字化的过程与结果进行有效的评价。 情感态度与价值观: 激发使用图形、图像表达信息的兴趣,培养良好的学习态度。感受图像在信息表达的独特作用,激发学生探求图像处理技术的欲望,感受数字化图像对日常生活的影响. 教学重点: 了解图形、图像的视觉意义及表达信息的特点。 教学难点: 模拟图像转换为数字图像的过程。 教学方法: 举例法,提问法,演讲法 教学工具: 教科书,多媒体教室,计算机 教学课时: 1课时 教学过程: 一、图形、图像的视觉意义与特点 图形、图像已经成为人们表达思想、交流情感的一种重要的信息载体。在面对图文并茂的作品时,人们总能感受到图形、图像的特殊魅力,因此,利用图形,图像恰当地表现和传达信息,成为今天利用多媒体方式交流信息的重要需求。除

了与图形、图像可以承载大量而丰富的信息有关以外,图形、图像生动、直观的视觉特性也是重要的方面。 思考2:图形、图像的视觉特点是什么? a、承载比较多的信息量 b、生动直观 c、视觉刺激性强 所以,我们不仅要学会利用图形、图像表达意图,同时也能利用图形、图像恰当地、创造性地设计表达需求。有效设计的图形、图像既能充分地展示主题,又能启发人的思维,引起共鸣,这正是图形、图像的视觉意义所在。 二、图形、图像的数字化表示 1、图形、图像的分类 图形:一般是指计算机绘制的画面,如直线、园、圆弧、矩形、任意曲线和图表等。 图像:指由输入设备捕捉的实际场景画面或以数字化形式存储的画面。图像的细化的可以分为两类,数字图像、模拟图像。 1)什么是模拟图像? 普通相机拍摄出来的必须经过底片冲洗的照片。模拟图像是固定在图层上的画面。如一张照片,就是通过化学摄影术而制成的一幅静态的画面,它一旦形成就很难再改变。 2)什么是数字图像? 数码相机所拍的存储在相机存储器中的照片。数字图像是以0或1的二进制数据表示的,其优点是便于修改、易于复制和保存。 数字图像可以分为以下2种形式:矢量图和位图 师生讨论推出:图像数字化的缺点: 1、经过数字化的图像会有所损失和失真; 2、数字化后的文件不能直接观看,必须借助播放设备才可观看; 3、由于采用二进制形式的存储方法,数据量巨大。

3图像数字化主要包括哪两个过程

3图像数字化主要包括哪两个过程?数字化参数对数字化图像有何影响? 图像数字化主要包括取样和量化这两个过程,其中取样过程是使图像空间坐标数字化,而量化过程是使图像函数值(灰度值)数字化。 取样(数字化空间坐标)过程影响着数字化图像的空间分辨率(图像中可辨别的最小细节);而量化(数字化灰度值)过程影响着数字化图像的灰度级分辨率(灰度级别中可辨别的最小变化)。 4、如图所示,A和B的图形完全一样,其背景与目标的灰度值分别标注于图中,请问哪一个目标人眼感觉更亮一些?为什么。 B目标人眼感觉更亮一些。 两个不同亮度的目标物处于不同亮度的背景中,人会按对比度感觉目标物的亮度对比,所以越大,感觉越暗,因此人感觉B要亮一些,但事实上,目标A的实际亮度要高于B的实际亮度。 5、什么是灰度直方图,说明一幅灰度图像的直方图分布与对比度之间的关系 答:灰度直方图是指反映一幅图像各灰度级像元出现的频率。 直方图的峰值集中在低端,则图象较暗,反之,图象较亮。直方图的峰值集中在某个区域,图象对比度小,而图象中物体和背景差别很大的图象,其直方图具有双峰特性,总之直方图分布越均匀,图像对比度越好。 6图像旋转会引起图像失真吗?为什么? 答:会。图像旋转之后,由于数字图像的坐标必须是整数,所以,可能引起图像部分像素点的局部改变,这时图像的大小也会发生一定的改变 例如,若图像旋转角=45度时,则变换关系如下: 以原始图像的点(1,1)为例,旋转以后,均为小数,经舍入后为(1 ,0),产生了位置误差。因此图像旋转以后可能会发生一些细微变化。 7线性点运算的灰度变换函数形式可以采用线性方程描述,即 8在一个线性拉伸变换中(公式s=ar+b ),当a、b取何值时,可以将灰度值分别从23和155移到16和240? 答:由公式s=ar+b,得23a+b=16 155a+b=240 解得,a=1.7,b=-23 9所谓频域,就是由图像f(x,y)的二维傅立叶变换和相应的频率变量(u,v)的值所组成的空间;变换结果的左上、右上、左下、右下四个角的周围对应于低频成分,中央部位对应于高频成分;低频反映图像灰度发生缓慢变化的部分;而高频对应图像中灰度发生更快速变化的部分,如边缘、噪声等。 图像增强的技术方法 主要有空域处理法和频域处理法 (1)空域处理法:直接在图像所在的二维空间进行处理,即直接对每一像元的灰度值进行处理。(2)频域处理法:将图像从空间域变换到频率域对图像进行处理 使低频通过而使高频衰减的滤波器称为“低通滤波器”,具有相反特性的滤波器称为“高通滤波器”。在图像中,低频分量主要决定图像在平滑区域中总体灰度级的显示,即慢变化分量;而高频决定图像细节部分,如边缘和噪声,即快变化分量。被低通滤波的图像比原始图像少一些尖锐的细节部分,因为高频分量已被衰减;同样,被高频滤波的图像在平滑区域中将减少一些灰度级的变化,并突出过渡(如边缘)灰度级的细节部分,这样图像将更加锐化。

图像数字化原理

首先要把图片打格子分成若干小块,每块用一个数字来表示一种颜色。如果图像是纯黑白两色的,那每块只用1或0表示即可。若图像是16色的,每块用4位二进数表示,因为2^4=16,即4位二进制有16种组合,每种组合表示一种颜色就行了。真彩色位图的每个小块,都是由不同等级的红绿蓝三种色彩组合的,如图所示,每种颜色有2^8个等级,所以共有2^24种颜色,因此每小块需要24位二进制数来表示。 可见,数字图像越艳丽,则需要记录的二进制数就越多越长。除此之外,打的格子越密,则一副图的总数据量就越大,此例中鸭子图片分成了11×14=154块,按真彩色位图来计算,则总数据量为154×24=3696比特。这些小格子显然是太大了,不能表现图片的细节,实际中的格子要密得多,例如1024×768,这是大家都熟悉的显示分辩率。 数字图像主要分为两种:位图与矢量图,矢量图采用是类似函数图像的方法,记录图像的轨迹来记录图像,这种图像的好处是无论你怎么放大或是缩小,可保证图像质量不变,但这种图像大都是由CAD软件等产生,这里也就不多说了。至于位图,采用的是记录单个点色彩信息来组成图像,称之为像素,就像我们的电脑显示器1024X768的分辨率,就是说我们屏幕上的图像是由横着的1024个点,纵向768个点组成一个矩阵,每个点(也就是像素)记录各自的色彩信息。由于在这个有限的大小上有足够多的点,所以我们看起来图像是连续,其实不然,这也是为什么我们放大一张位图时,会出现马赛克现象的原因。 自然界的图像要数字化,就要通过数码相机、扫描仪等设备对其进行采样,对于同一幅图像来说,用越多的点来记录,其效果越真实,这也为什么像素高的数码相机照出来的图像比较清晰的缘故。 至于单个像素,我们知道,自然界各种色彩的光均可以由红、绿、蓝三种光组成,对于单色光我们把最深的称为是灰度最高,反之为最低。对于我们常见的24位图像来说,我们把单个点用24位二进制数来记录其颜色,分成三组八位二进制数,分别用来记录当前颜色的红、绿、蓝三种原色的灰度,这样每种原色的灰度可以分为0~255等256个层次,这样采用24位的处理方法我们共可以表示256*256*256=16777216种颜色,这远超过人眼所能分辨的范围。 就这样,通过图像采集设备的采样,再采用刚才的方法,图像就可以数字化了。

图形、图像的数字化表示

图形、图像的数字化表示 一、教学背景分析 (一)教材内容和地位分析: 本节主要内容包括图形、图像的数字化原理,数字图像的分类、存储、压缩的相关知识。信息的加工方式从人脑直接处理转变为计算机处理,大大地提高了效率,而这种方式转变的基础就是信息的数字化原理,使得模拟信号转化为数字信号存储到计算机当中,以便进一步加工。在文字、图像、声音、视频这几类信息的数字化应用中,图形、图像的知识是比较典型的,也是和实际应用比较贴近的,掌握好这部分知识对于提高学生多媒体方面信息素养有很大帮助。 (二)学生学习起点分析 1、具备的知识和能力:信息数字化原理、数据结构知识、多媒体基础知识、图像文件操作的基本能力。 2、存在的问题:理论知识和实践操作比较脱节、缺乏对于表面现象深入探究的意识和能力。 二、教学目标框架设计 (一)教学目标: 1、知识与技能: (1)知道图像信息数字化的基本方式。 (2)认识不同图片类型的特点。 (3)认识分辨率、位深度等图像参数的含义和图像效果、大小的关系。 (4)掌握利用图像处理软件修改图像大小、位深度、图像类型的能力。 (5)理解图像编码原理,掌握计算BMP格式图像大小的公式。 (6)了解哈夫曼图像压缩编码的实现过程。 2、过程与方法: (1)经历图像数字化的采集、修改、编码压缩的过程。 (2)在利用图像处理软件加工过程中,进一步掌握依据问题实际需求,设置适当的图像类型、分辨率的方法。 (3)针对图像数字化的过程与结果进行有效的评价。 3、情感态度与价值观: (1)在探究实验总结中,养成大胆创新、勇于实践、严谨实施的科学研究态度。 (2)在小组合作交流中,养成团结协作、积极交流的团队精神。 (二)教学重点、难点 1、教学重点: (1)认识分辨率、位深度等图像参数的含义和图像效果、大小的关系。 (2)理解图像编码原理,总结计算BMP格式图像大小的公式。 2、教学难点 (1)理解图像编码原理,总结计算BMP格式图像大小的公式。 (2)比较不同的编码方式,了解哈夫曼图像压缩编码的实现过程。 四、教学策略设计 教师设计和实际生活很贴近的问题情境,激发学生的学习兴趣,对于图像数字化相关的基本概念的讲解和基本技能的培养融入到层层递进的课堂任务中,让学生在完成课堂任务的过程中,主动建构知识,内化对于概念内涵的理解,掌握基本操作技能,有利于教学重点内容的学习。对于难点的哈夫曼图像压缩编码,则有自学材料、课件的辅助,以小组交流讨论的形式,教师适当讲解,有利于难点的突破。 新课学习

图像的数字化教案

图像的数字化 【教材分析】 在现行高中信息技术必修部分《信息技术基础》中,关于图像信息的内容在第五章《图 像信息的采集与加工》,学习内容主要涉及到图像的类型和格式以及图像的采集与加工。而在普通高中信息技术课程标准(2019年版)中,对必修部分进行了大的改变,必修部分分为数据与计算和信息系统与社会两个模块。新课标在对涉及图像等多媒体信息具体内容中要求,在具体感知数据与信息的基础上,描述数据与信息的特征,知道数据编码的基本方式。因此,根据课标要求,现行教材选修《多媒体技术应用》中的《图像的数字化》的内容提到必修部分来。通过学习本部分内容,让学生真正体会到计算机是如何具体地表示与存储图像的。在整个教学中,在汉字编码知识了解的基础上,后续还有音频、视频等多媒体信息的数字化的学习,因此,起到承前启后的作用,对编码思想与编码方式的理解进行巩固和加深,并为音 视频编码的理解打下基础,这对于后面要学习音频和视频的数字化可以起到知识迁移的作用。【学情分析】 学生在前一章节中对不同类型的信息已经有了感性的认知,对于图像已经知道常见的图像格式,也知道位图和矢量图,在《汉字处理技术》中已经初步认识到计算机是用二进制来表示信息的,对于字形码的编码方式有了一定的了解。但是,汉字编码是对单色字形的编码,道理比较浅显,而图像色彩一般较复杂;并且学生更愿意实践操作,不愿意在计算机课上去理解与记忆。 【设计思路】 1、通过教师创设情境,联系计算机编码方式。 2、通过单色-二度灰色图像编码的实践探究,产生认知冲突,发现问题,学习新知。 3、由复杂图像的编码为学生设置认知冲突,从而分析归纳数字化过程。 4、通过计算图像,巩固图像数字化过程的理解,并且比较,理解压缩编码的含义 整体上采用“实践探索——发现问题——解决问题——归纳总结——拓展提升”的思 路。 【教学目标】 1、知识与技能目标 (1)理解图像编码的基本方式 (2)理解图像颜色数与色彩深度之间的关系 (3)了解图像数字化过程

图像的数字化原理教学设计-全国高中信息技术优质课

图像的数字化原理 海南中学李霞兰 【内容分析】 本部分内容是中国地图出版社《多媒体技术应用》选修模块第一单元(认识多媒体)第二节多媒体技术中的内容,主要包含:图像的数字化原理及图像容量大小的计算公式等相关知识。通过学习本部分内容,让学生真正体会到计算机是如何具体地表示与存储图像的,这对于后面要学习音频和视频的数字化可以起到知识迁移的作用,也为第二单元“图形图像处理”的学习打下基础。 【学生分析】 高二的学生通过《信息技术基础》必修模块的学习,已经初步认识到计算机是用二进制来表示信息的,对图像的知识也已经有了一定的理解:比如知道常见的图像格式、也知道位图和矢量图,并具备有一定计算机操作能力。通过本节课的学习,学生能对图像的知识有进一步的认识,理解图像数字化的原理,并掌握图像容量大小的计算公式。 【教学策略】 本节课的主要教学策略:教师创设问题情境——学生从中产生问题(一张照片的容量是多少)——学生进而猜想——通过探究活动验证学生的猜想——交流总结——推导出计算公式,然后利用公式计算相片容量大小,解决实际问题。 [教学目标] 1、知识与技能目标 (1)了解影响图像容量大小的几个因素,并能分析其中所蕴含的数量关系。 (2)理解图像数字化的过程。 (3)学会利用图像容量大小的计算公式计算数据量。 (4)了解数据单位的换算关系 2、过程与方法 (1)通过探究实验,体验图像容量大小与图像分辨率和色彩深度之间的关系,并理解图像数字化的过程。 (2)通过探究实验,总结出图像容量大小的计算公式。 (3)通过两张不同格式的图像对比,理解BMP格式和JPG格式数据量差别。 3、情感态度价值观 (1)在探究实验中,培养用于实践,严谨实施的科学态度。 (2)逐步养成自主参与课堂教学的习惯,自主解决问题的能力。 [教学重难点] 1、重点:图像的数字化原理及图像文件存储数据量的计算公式。 2、难点:图像量化及图像文件存储数据量的计算公式。

图像数字化

1、图像数字化的过程有些什么内容,具体是如何实现的? 图像数字化:是将一幅图像从其原来的形式转换为数字形式的处理过程。 要在计算机中处理图像,必须先把真实的图像(照片、画报、图书、图纸等)通过数字化转变成计算机能够接受的显示和存储格式,然后再用计算机进行分析处理。图像的数字化过程主要分采样、量化与编码三个步骤。[2] ○1、采样:是的在一幅图像每个像素位置上测量灰度值。 图像采样 采样的实质就是要用多少点来描述一幅图像,采样结果质量的高低就是用前面所说的图像分辨率来衡量。简单来讲,对二维空间上连续的图像在水平和垂直方向上等间距地分割成矩形网状结构,所形成的微小方格称为像素点。一副图像就被采样成有限个像素点构成的集合。例如:一副640*480分辨率的图像,表示这幅图像是由640*480=307200个像素点组成。 如图“图像采样”所示,左图是要采样的物体,右图是采样后的图像,每个小格即为一个像素点。 采样频率是指一秒钟内采样的次数,它反映了采样点之间的间隔大小。采样频率越高,得到的图像样本越逼真,图像的质量越高,但要求的存储量也越大。 在进行采样时,采样点间隔大小的选取很重要,它决定了采样后的图像能真实地反映原图像的程度。一般来说,原图像中的画面越复杂,色彩越丰富,则采样间隔应越小。由于二维图像的采样是一维的推广,根据信号的采样定理,要从取样样本中精确地复原图像,可得到图像采样的奈奎斯特(Nyquist)定理:图像采样的频率必须大于或等于源图像最高频率分量的两倍。[2] ○2.量化 量化是指要使用多大范围的数值来表示图像采样之后的每一个点。量化的结果是图像能够容纳的颜色总数,它反映了采样的质量。 例如:如果以4位存储一个点,就表示图像只能有16种颜色;若采用16位存储一个点,则有216=65536种颜色。所以,量化位数越来越大,表示图像可以拥有更多的颜色,自然可以产生更为细致的图像效果。但是,也会占用更大的存储空间。两者的基本问题都是视觉效果和存储空间的取舍。

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