图像与视频处理——图像的采集

引言

图像采集时图像处理的基础,只有采集得到了图像数据后才能够进行图像处理的各种操作。

图像采集的原理

  • 主要器件——图像传感器

现在一般的数码相机的图像传感器都是将光信号转换为电信号,用矩形传感器阵列来生成投射到上面的图片。

  • 图像采集的过程——将拍摄实物离散化的过程

离散化是相机对真实实物的模拟,将这些真实实物转换为数字图像信息存储在计算机中。离散化有两方面的内容:

  1. 空间的离散化

    空间的离散化是将三位物体的位置信息投射到相机的传感器平面上,转换为数字二维坐标信息。

  2. 灰度的离散化

    灰度的离散化是对图像上色彩亮度的量化。实际上离散后的灰度值即包括的物体自身的颜色信息,有能够体现空间的深度信息,所以我们采集得到图像虽然是二维的,但是却又三维的感觉

  • 颜色的生成——红绿蓝三原色混合而成

数码相机的传感器有三种类型的传感器,分别来采集红绿蓝三种颜色的灰度。所以一副彩色的图像是由三幅不同颜色通道的灰度图像组成。

而实际大多数中低端的数码相机,都没有完整的三种类型的传感器,而是这三种类型的传感器间隔排列的,通过插值法来得到完整的三种颜色通道的灰度图像。

图像的存储

仅仅算图像的原始数据,1符图像需要的存储空间是=空间信息x颜色信息:

坐标空间信息需要: N x M bit,其中N、M表示图像长宽的像素点数
颜色信息: 3 x C bit, 其中C表示每种颜色需要的bit位数

如果是视屏还要算上时间信息和帧率。

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