目前图象及图象构成

图象及图象构成

电子分色机的图象信息输入系统不论采用何种形式，都是利用光源将原稿图象信息转变为光信号，再将光信号经过适当变换，以电信号或数字信号的方式舆给图象处理系统，从图象处理角度看电子分色机是采用栅格图象处理方式和光电转换技术来分解图象并获取图象信息，因而讨论电子分色机图象输入系统之前，需先介绍有关概念。

一 图象与图象的表示

在日常生活中当我们从某点观察某一景象时，物体所发出的光线(发光物的辐射光或物体受光源照射后反射或透射的光)则进入人眼，在人眼的视膜上成象，这就是人眼所看到的客观世界，我们将它称之为景象。这个“象”反映了客观景物的亮度和颜色随空间位置和方向的变化，因此“象”是空间坐标的函数。视膜成象是一种自然生理现象，2.旋转曲折杆上的螺丝而且只是人类文明发展到一定时期才意识到它的存在，并设法用各种手段将其记录下来，这种记录下来的各种各样的“象”则称之为图象。因而图象是人类用来表达和传递信息的最重要手段。现代图象则既包括可见光范围的图象，又包括不可见光范围内借助于适当转换装置转换成人眼可见的图象。

在一个空间图象信息中，光强度(Intensivety)是其基本要素，它随图象空间坐标(x,y,z)，光线的波长λ和时间t的变化而变化，因此空间图象函数可表示为：

对于平面图象，则其表示为：

若只考虑光的能量而不考虑其波长，图象视觉上则表现为黑白(灰)影象，称之为黑白图象或单色图象，其图象函数为：

其中：Vs(λ)为相对视敏函数。

若考虑不同波长光的彩色效应时，则图象在视觉上表现为彩色图象，其图象函数为

其中：

依次为红，绿，蓝三原色视敏函数

图象内容随时间变化的图象则称为运动图象，其图象函数如式所示，而图象内容不随时间变化的图象，则称之为静止图象，静止图象是本书研究的重点，其图象函数为

由于印刷图象均是静止图象，色彩处理也是分解成三原色后进行的，而每个颜色又可视为单色图象(黑白图象)，故在下面对罗象的研究中以静止黑白图象为模型来进行。

是不是过冲图象空间范围是无限的而人眼的视野是有限的，因此为研究的方便，我们将图象定义在视觉能够检出的有界空间内，即：

其中Lx,Ly为视觉在x,y上的亮度极限。

综上所述，图象函数在某一点的值定义为光强度或灰度，它与图象在这一点的亮度相对应，并可用一个正实数来表示，且该数值的大小是有限的，而且图象灰度值大，表示亮度值大，反之图象灰度值小，则表示亮度值小，即：

其中：Bm——最大亮度值

因此，图象函数f(x,y)是一个二元，有界，非负的连续函数。对于反射类型的图象，则其图象函数为：

其中：Ii——入射光亮度 Io——反射光亮度

在彩色复制的图象中，其版面都是由图象与文字组成，除用字模可排出的文字，符号之外的版面部分，都可称之为图象。而且图象中的象素代表了图象的性质，设P(i,j),0≤i≤M,0≤j≤N为图象中的一个象素，则(1)若P(i,j) ｛0，1｝，0≤i≤M,0≤j≤N,即表示图象只有二值，即前景与背景之分，这种图象在印刷业中秒为线条图，在图象处理中称为二值图象；(2)若图象P(i,j) 表示图象具有一定亮度变化，这种图象在印刷业中称为连续调图象，在图象处理中称为浓淡(灰度)图象，其中 则表示图象不仅有亮度变化，而且有颜色变化。这样的图象均称为彩色图象，其表示方法有RGB系统，YM-CBK系统，LUV系统等。

二 数字图象

图象分为连续图象和离散图象两类。所谓连续图象是指在二维坐标系中具有连续变化的f(x,y)和灰度值I的图象。连续图象的典型代表是由光学透镜系统所获取的图象，如人物，航摄象片等，其用眼睛观测时无不自然感觉，因而又称之为模拟图象，而离散图象则如图2.3所示以T为周期，把x,y坐标轴划分为棋盘式的格，仅取离散的各个交点位置上的灰度值，这样构成的图象称之为离散图象或采样图象(Sampling Image).因此，用离散的灰度h) 进程实现：实验进程、丈量、显示和分析等均由微机完成；值来表现图象的灰度值时，这种图象变称为量化图象(Quantizing Image).所谓数字图象则是指把图象分解成如图2.4所示被称作象素(Picture element 简称(Pixel)的随着全球航空运输和通用航空服务需求的不断增长小的离散点，并将各象素的灰度值用量化的离散值即整数值来表示。

图象分解成象素的方法如图2.5所示根据平面设置有正方形阵列(Rectangular Array)，正六角形阵列(Hexagonal Array),正三角形阵列(Tringular Array),其中正方形阵列最为常用。

对于一幅图象而言，从模拟图象中获取数字图象阵列(Tringular Array),其中正方形阵列最为常用。 对于一幅图象而言，从模拟图象中获取数字图象，则必须按图2.6所示的过程进行空间采样和量化。

1. 空间采样

(1)空间采样的概念

采样(Sampling)是指将空间上或时间上连续的图象(模拟图象)变换成离散采样点(象素)集合的一种操作。

印前处理的图象基本上是采取二维平面信息的分布方式。要将这些图象信息输入计算机进行处理，则首先要反二维图象信号变换成一维图象信号，其必须通过扫描(Scanning)来实现。最常用的方法是在二维平面上按一定间隔从上到下有顺序地沿水平方向或垂直方向直线扫描，从而获得图象灰度值阵列，即一组一维信号，再对其求出每一特定间隔的值，就能得到离散信号。

假设一幅图象，若采样时其x方向上的象素数为M，y方向的象素数为N，则该图象用离散的M×N个象素来代表，即对该图象处理时，仅需处理M×N个点俗称“65号文”)以后的图象灰度。

在实际的采样过程中，采样点间隔的选取是一个极其关键的问题。由于图象包含首各种不同程度的细微密度变化，采样点的部则需根据所希望忠实反映图象的程度而定。采样定理(Sampling Theorem/Shannon Theorem)指出：如果某一维信号g(t)的空间频率限制在以下则根据式，采用T≤1/2间隔对其采样的采样值g(iT)，其中i=…，-2，-1，0，1，2…，则能将g(t)真实地恢复(重构)。

其中：