图像的采样 频谱和分辨率 图像数字化的关键参数 (图像的采样频率怎么算)

图像的离散化和采样

一幅经过透镜而形成的平面图像,在 XY 两个坐标轴方向上的灰度变化都是连续的。计算机能接收的图像是数字图像,在数字化前,首先要将连续的图像离散化,即采样。

采样后的图像成为离散信号,其中各个采样点之间的关系可以用以下公式表示:

``` f(t) = f(t) δ(t - t0) ``` 其中: f(t) 是连续信号 f(t) 是离散信号 δ(t) 是 Dirac δ 函数,代表了采样点 t0 是采样间隔

采样定律

根据采样定律,采样率必须大于信号最高频率的两倍,即:

``` f > 2f_s ``` 其中: f 是信号最高频率 f_s 是采样率 如果不满足采样定律,就会产生混叠干扰现象,即高频信号与低频信号混叠在一起,导致难以分辨图像中的细节。

抗混叠滤波

为了防止混叠干扰,在采样之前,需要使用低通滤波器对信号进行滤波,去除高于奈奎斯特频率的成分。奈奎斯特频率等于采样率的一半,即:

``` f_N = f_s / 2 ```

理想的低通滤波器可以完全截止高于奈奎斯特频率的成分,而让低于奈奎斯特频率的成分无损通过。这种滤波器称为抗混叠滤波器。

图像采样的方式

对于一维信号(如声音),采样过程是沿着时间轴进行

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