像素的概念

像素的概念 一、 像素的概念 1( 图像的分解 从放大的照片上我们可以看到， 图像是由许许多多大小不等明暗不同并 按一定规律排列起来的黑白小点组成的。这些黑白小点称为像素或者像素 点。它是组成图像的最小基本单元。一幅图像，就是由许许多多像素的集 合体组成。像素越小，单位面积上的像素越多，图像就越清晰。例如 35mm 电影一幅画面大约有100多万个像素点， 16 mm一幅画面有20万个像素点。 所以电影给观众的感觉是比较清晰的。 电视采用相似的方法，把一幅画面分解成许许多多个像素点，并把这些 像素点变成电信号发射出去。在接收端，再将这些电信号重新组合还原成 光信号，即图像信号。 那么一幅电视画面有多少个像素点呢,如果取分辨角为1.5, ， 则一幅等 于视场范围的电视图像，在其垂直方向能分解的最多像素点为:m=15 0 × 60,/1.5,=600。(15 0 为视场角在垂直方向的角度) 取电视屏幕的宽高比为 4:3，则水平方向上分解的最多像素为: n=4/3m=800 所以一幅画面的像上素数为:mn=600×800=48万 也就是说一幅画面是由近 50 万个空间位置固定，亮度随时间或空间变 化的像素点组成。 按我国电视，每幅画面分解为 625行，即在垂直方向可以有 625个 像素点。 因为屏幕宽/高=4:3，故在水平方向的像素为:625×4/3=833个。因而 整个屏幕可分解的像素为:625×833?50万个。显然，电视图像的质量还 是相当不错的。 2( 图像的传输 ? 图像的函数表示法 电视与声音相比，其传送过程要复杂得多。这是因为送入话筒的声波只 是时间的函数，而图像存在于空间，又是活动图像，即既是空间坐标(x、 y、z)的函数，又随时间而变化。当一幅画面被分解成像素后，这些像素 也就有了固定的几何位置。对于一幅含有亮度 B、色调λc、饱和度 Sc 的 彩色图像(活动)可用下列函数表示: B=fB(x，y，z，t) λ c =f λ (x ， y ， z ， t ) (1-1) Sc=fs(x，y，z，t) 对于目前的平面电视系统,传送的只是景物的二维光学信息,其函数据表达 式为: B = fB(x，y，t) λ c = f λ (x ， y ， t ) (1-2) Sc = fs (x，y，t) 如果传送的是黑白图像，就只需一个亮度信息，这时其函数表达式为: B = fB ( x ， y ， t ) (1-3) 该式说明:即使传送的是黑白平面图像，也是空间和时间的函数。 ? 图像的传输方法 ? 同时传送制。即把所有像素同时转换为电信号，再同时传送出去， 就需要50 万个通道，这显然是无法实现的。 ? 顺序传送制。将一幅图像的亮度(各个像素的亮度)按一定顺序一 个一个地转换成相应的电信号，用一条传输通道依次传送出去，在接收端 按同样顺序将各个电信号在对应的位置上转换成具有相应亮度的光学信 息。只要这种转换进行得足够快，人眼就不会感觉到这种顺序传送的时间 差，而会认为重现图像是同时发光的。 其转换示意图如图1-3 所示。 图1-3 顺序传送像素示意图 上述传送图像的要求是: 第一是传送的速度要快。只有速度足够快，重现图像才会给人以连续、 活动且无跳动的感觉。 第二是传送的位置要准确。每个像素一定要在轮到它时才被发送与接 收，收发双方每个像素的几何位置要一一对应。这种对应关系称为同步。 我们把上述传送图像的规律(即分解与复合)称为扫描。扫描是顺序传 送的核心，是电视技术的关键。扫描过程是时空变换的过程，即把原来随 空间和时间变化的函数变换成只随时间变化的函数。 从数学上说，由于顺序扫描使 B = fB(x，y，t)中的x、y 各自是时 间的函数，即: x = f x(t) y = f y(t) 因此， B = fB(x，y，t) = f ( t ) (1-4) 该式表明:画面的亮度信息成为时间的单一函数f(t) ，因此，通过扫 描将空间变量x，y 也包容于时间变量中去了。