数字图像处理第二章ppt课件.ppt

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1、第二章基本概念胡和智河北工业大学廊坊分校2021/7/30第二章数字图像处理的基本概念讲解内容1.图像数字化概念、数字化参数对图像质量的影响、　数字化器性能评价2.图像灰度直方图的基本概念、计算、性质及其应用3.数字图像处理算法形式与数据结构4.图像图像文件格式与特征重点：图像数字化、图像灰度直方图和图像文件BMP格式难点：图像数字化、直方图应用、图像分层结构数据教学法：灵活应用示例法、启发式、提问法等目的：1.熟悉本章基本概念和图像处理算法形式，了解图像的特征；2.重点掌握图像数字化图像灰度直方图的基本概念及应用、图像数据结构与特征2021/7/302.1人眼的视觉原理2.

2、1.1人眼的构造人眼是与目视光学系统配合使用的，所以眼睛应该看成是整个光学系统的一个部分。2021/7/30人眼是一个平均半径为20mm的球状器官。它由三层薄膜包围着，如图所示。最外层是坚硬的蛋白质膜，其中，位于前方的大约l／6部分为有弹性的透明组织，称为角膜，光线从这里进入眼内。其余5／6为白色不透明组织，称为巩膜，它的作用是巩固和保护整个眼球。2021/7/30中间一层由虹膜和脉络膜组成。虹膜的中间有一个圆孔，称为瞳孔(直径约在2—8mm之间)。它的大小可以由连接虹膜的环状肌肉组织(睫状肌)来调节，以控制进入眼睛内部的光通量大小，其作用和照相机中的光圈一样。随着人种族的不

3、同，虹膜也具有不同的颜色，如黑色、蓝色、褐色等。最内一层为视网膜，它的表面分布有大量光敏细胞。这些光敏细胞按照形状可以分为锥状和杆状细胞两类。每只眼睛中大约有600万到700万个锥状细胞，并集中分布在视轴和视网膜相交点附近的黄斑区内。每个锥状细胞都连接一个神经末梢，因此，黄斑区对光有较高的分辨力，能充分识别图像的细节。锥状细胞既可以分辨光的强弱．也可以辨别色彩，白天视觉2021/7/30过程主要靠锥状纫胞来完成，所以锥状视觉又称白昼视觉。杆状细胞数目更多，每只眼睛中大约有7600万—15000万个。然而，由于它广泛分布在整个视网膜表面上，并且有若干个杆状细胞同时连接在一根神经

4、上，因此，这条神经只能感受多个杆状细胞的平均光刺激，使得在这些区域的视觉分辨力显著下降，因此无法辨别图像中的细微差别，而只能感知视野中景物的总的形象。杆状细胞不能感觉彩色，但它对低照明度的景物往往比较敏感，所以，夜晚所观察到的景物只有黑白、浓淡之分，而看不清它们的颜色差别。由于夜晚的视觉过程主要由杆状细胞完成，所以杆状视觉又称夜视觉。2021/7/30除了三层薄膜以外，在瞳孔后面有一个扁球形的透明体，称为水晶体。它由许多同心的纤维细胞层组成，由叫做睫状小带的肌肉支撑着。水晶体的作用如同可变焦距的一个透镜，它的曲率可以由睫状肌的收缩进行调节，睫状肌是位于虹膜和视网膜之间的三角组

5、织，其作用是改变水晶体形状，从而使景物始终能聚焦于黄斑区。角膜和水晶体包围的空间称为前室，前室内是对可见光透明的水状液体，它能吸收一部分紫外线。水晶体后面是后室，后室内充满的胶质透明体称为玻璃体，它起着保护眼睛的滤光作用。2021/7/30角膜：由角质构成的透明的球面薄膜，厚度为0.55mm，折射率为1.3771；前室：角膜后的空间，充满折射率为1.3774的水状液体；2021/7/30虹膜：位于前室后，中间有一圆孔，称为瞳孔，它限制了进入人眼的光束口径，可随景物的亮暗随时进行大小调节；水晶体：由多层薄膜组成的双凸透镜，中间硬外层软，各层折射率不同，中心为1.42，最外层为1

6、.373，自然状态下其前表面半径为10.2mm，后表面半径为6mm，水晶体周围肌肉的紧张和松驰可改变前表面的曲率半径，从而改变水晶体焦距.2021/7/30后室：水晶体后面的空间为后室，里面充满了蛋白状的玻璃液，其折射率为1.336；网膜：后室的内壁为一层由视神经细胞和神经纤维构成的膜，称为网膜或视网膜，是眼中感光部分；2021/7/30脉络膜：网膜外包围一层黑色膜，起吸收透过网膜的光线作用，使后室成为一个暗室；黄斑：网膜上视觉最灵敏区域盲点：视神经纤维出口，无感光细胞，不能产生视觉。巩膜：一层不透明的白色外皮，它将整个眼珠包起来。2021/7/30盲点存在实验：用手捂住右眼

7、，左眼注视右边的圆，调整眼睛与纸面的距离，在某一位置上就只能看见圆，十字消失了。说明此位置上十字像正好落在盲点处。2021/7/30从光学角度，眼中最重要的三样东西：水晶体、网膜、瞳孔将人眼比做——照相机水晶体——镜头网膜——感光底片瞳孔——光阑人眼可以自动对目标调焦，可以根据景物的亮暗自动调节进入眼光能量；照相机中，底片上成倒像，人眼成像也是倒像，但由于人的神经系统作用，看到的还是正像。眼睛的视角可达150°，只有黄斑附近人眼方可清晰识别，其它地方较模糊，要看清其它地方的景物，人眼要转动，将黄斑和眼睛