浮水印和抽样原理.ppt

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1、第一章光、影像、浮水印和抽樣原理11.2光與顏色1.3人眼與照像機的關係1.4彩色模式的轉換-RGB、YIQ、HSV和YUV1.5隱像術與浮水印1.6人臉的定位應用1.7影像抽樣原理1.9作業1.5.1影像的位元平面剖析1.5.2基本原理1.6.1形態學1.6.2離散餘弦轉換1.7.1傅利葉轉換1.7.2避免混疊效應1.1前言2光(Light)是一種粒子，也是一種波。人的眼睛只能看到可見光的部份，卻不能看見頻率(Frequency)低於可見光的紅外線和微波，也無法看見頻率高於可見光的紫外線和加瑪射線。在影像處理中，像素的亮度(Brightness)和頻率的關係，如圖1.2.1所

2、示。低頻率的紅光和高頻率的紫光的亮度都不如比較中間頻率的黃綠光來的強。1.2光與顏色圖1.2.1亮度與頻率的關係31.3人眼與照像機的關係除了利用掃描器(Scanner)外，影像處理前的輸入影像有很大的比例是由照像機(Camera)拍攝而得。瞳孔的功能很像照像機的光圈，是用來調節進入人眼內部的光通量，光通量一般以流明(Luminance)為單位。圖1.3.1人眼示意圖4圖1.3.2透鏡成像原理圖1.3.2為透鏡成像的中央投影(CentralProjection)示意圖。圖中的f代表鏡頭的焦距；f1代表物距，f2而代表像距。f、f1和f2會滿足下列式子Q1：令f1=3cm和f2=6

3、cm，求算f。ANS：根據式(1.3.1)，我們得到所以f=2cm。EOA(1.3.1)51.4彩色模式的轉換在影像的彩色模式中，比較常見的有下列幾種：(1)RGB，(2)YIQ，(3)HSV，(4)YUV。RGBYIQ(1.4.1)Q1：給一像素，其(R,G,B)為(100,50,30)，試求其對應的灰階值。ANS：由式(1.4.1)可得故得灰階值63。EOA6Q2：給一2×2RGB影像請將I由RGB彩色影像轉換成YIQ影像，這裡(10,20,40)代表R=10,G=20和B=40。ANS：利用式子(1.4.1)可得經過四捨五入後，所得到的YIQ影像為EOA7圖1.4.1彩

4、色Lena影像圖1.4.2轉換的高灰階Lena影像給一彩色Lena影像，如圖1.4.1所示，利用式(1.4.1)中Y與RGB的關係，我們可得到圖1.4.2所示的高灰階影像。8RGBHSV(1.4.2)在HSV系統中，H=0時代表紅色，H=120時代表綠色，H=240時代表藍色。當的S=0時，表示影像為灰階式的影像。當H=0且S=1時，影像為紅色。當V=0時，表示黑色。反之，當V=1時，表示白色的亮光。9HSV系統可以圖1.4.3表示其座標系統。HSV彩色系統有時也稱作HSB彩色系統，這裡的B代表Brightness。HSV有時更被稱作HIS，這裡的I代表Intensi

5、ty，其實就是灰階值。圖1.4.3HSV彩色系統10YUVYIQ在JPEG系統中，我們第一步輸入RGB彩色影像。第二步將RGB彩色轉換成YCbCr彩色系統。詳細的Cb和Cr可由下式獲得(1.4.3)的代表“BlueMinus‘BlackandWhite’”;代表“RedMinus‘BlackandWhite’”。111.5隱像術與浮水印1.5.1影像的位元平面剖析將RGB分解成R平面、G平面和B平面(a)R平面(b)G平面(a)B平面圖1.5.1.1彩色Lena影像的三張分解圖12(a)第一張位元平面(b)第二張位元平面(c)第三張位元平面(d)第四張位元平面(e)第五張位元

6、平面(f)第六張位元平面(g)第七張位元平面(h)第八張位元平面將高灰階Lena影像中的灰階像素分解成八個位元平面圖1.5.1.2高灰階Lena影像的八張分解平面13圖1.5.1.3圖1.5.1.2(e)~(h)的合成影像我們把圖1.6(e)~(h)疊在一起可得到圖1.5.1.3。圖1.5.1.3中的Lena和圖1.4.2中的Lena在肉眼上幾乎分辨不出什麼差異。14Q1：給一如下的44子影像，子影像的每一個像素之灰階值佔用八個位元，請算出第三張位元平面。876532313029101112130123ANS：我們首先將上面的子影像轉換成00001000000001110000

7、011000000101001000000001111100011110000111010000101000001011000011000000110100000000000000010000001000000011將右邊第三位元全部收集起來，我們得到如下的第三位元平面：0111011100110000EOA15Q2：前述的隱像術之優缺點為何?ANS：滿足上圖的函數也叫單程函數(OneWayFunction)。利用位元平面來植入影像的最大缺點為：一旦經過壓縮後，所植入的影像很容易