数字图像处理第二章（刚萨雷斯第三版）ppt课件.ppt

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1、医学图像处理第二章数字图像基础教材：数字图像处理(冈萨雷斯)川北医学院医学影像学院影像设备教研室Chapter2数字图像基础2021/7/30Chapter2数字图像基础本章要点1、亮度适应和辨别2、光和电磁波谱；3、图像形成模型4、图像取样与量化；5、象素间的一些基本关系6、图像代数运算教学目的及重难点1、了解数字图像基础的相关概念2、理解亮度适应与辨别、图像数字化、图像取样与量化3、掌握像素间的关系4、教学重、难点：像素间关系2021/7/302.1视觉感知要素2.1.3亮度适应和辨别人眼对不同亮度的适应和辨别能力亮暗适应慢暗亮适应快（1）视觉适应

2、性1）人的视觉系统能适应的光强度级别范围约1010量级。2）主观亮度（人的视觉系统感觉到的亮度）是进入人眼的光强度的对数函数。3）在低照明级别，亮度辨别较差；在高照明级别，亮度辨别较好。2.1.3亮度适应和辨别2021/7/30（2）辨别光强度变化的能力当背景光保持恒定时,改变其他光源亮度,从不能察觉到可以察觉到变化，一般观察者可以辨别12到24级不同强度的变化。韦伯定理说明：人眼视觉系统对亮度的对比度敏感而非对亮度本身敏感；低照度，韦伯比高，亮度辨别能力差；高照度，韦伯比低，亮度辨别能力强；韦伯定理：如果一个物体的亮度与其周围背景的亮度I有刚可察觉到的差

3、别，则（韦伯比）是的函数且在一定的亮度范围内近似不变。2.1.3亮度适应和辨别2021/7/30（3）人眼感觉亮度并不是简单的强度函数韦伯－费赫涅尔定理：亮度感觉S与实际亮度B的对数成线性关系。因此:1、重现景物的亮度范围无需与实际景物的亮度范围相同，只需保持二者的对比度相同；2、人眼不能辨别的亮度差别也无需重现出来，只需保持二者的亮度差别级数相同即可。2.1.3亮度适应和辨别2021/7/30图2.7两种现象可以证明感觉亮度不是简单的强度函数。第一个现象是马赫带效应，它基于视觉系统倾向不同强度区域边界周围的“欠调”或“过调”。虽然条带强度恒定，但实际感觉

4、到了一幅带有毛边（马赫带）的亮度图形。2.1.3亮度适应和辨别2021/7/30第二个现象称为同时对比现象，即，感觉的亮度区域不是简单地取决于强度。图2.8同时对比例子，所有的中心方块都有相同的强度，但是当背景变亮时，他们逐渐变暗2.1.3亮度适应和辨别2021/7/30视觉错觉：人类感知现象的另外一个例子就是视觉错觉。在错觉中，眼睛填充上了不存在的信息或者错误地感知物体的几何特点。图2.9一些典型的视觉错觉（4）视觉错觉2.1.3亮度适应和辨别2021/7/30Whatdoyouseeinthisdiagram?2.1.3亮度适应和辨别2021/7/30

5、Whatdoyouseeinthisdiagram?2.1.3亮度适应和辨别2021/7/30（1）1666年，牛顿，三棱镜实验，光的分解2.2光和电磁波谱2.2光和电磁波谱2021/7/30（2）光和电磁波谱图如图2-10所示。图2.10光和电磁波谱图2.2光和电磁波谱2021/7/301）若所有反射的可见光波长均衡，则物体显示白色。2）有颜色的物体是因为物体吸收了其他波长的大部分能量，从而反射某段波长范围的光。3）没有颜色的光叫单色光或消色，灰度级通常用来描述单色光的强度，其范围从黑到灰，最后到白。（3）人从物体感受的颜色由物体反射光决定2.2光和电磁

6、波谱在原理上，如果可以开发出一种传感器，能够检测由一种电磁波谱发射的能量，就可以在那一段波长上对感兴趣的物体成像。2021/7/30（4）光源的三个基本属性：1）发光强度——从光源流出的能量的总量。单位：瓦特(W)2）光通量——观察者从光源感受到的辐射能量。它等于单位时间内某一波段的辐射能量和该波段的相对视见率的乘积。单位：流明(lm)3）亮度——光感受的主观描绘子，无单位。2.2光和电磁波谱2021/7/302.3图像感知和获取各类图像是由“照射源”和形成图像的“场景”元素对光能的反射或吸收相结合产生的。把反射量变为数字图像的三种主要传感器装置。2.3图

7、像感知和获取2021/7/30图2.15数字图像获取过程的一个例子2.3.4简单的图像形成模型2.3.4简单的图像成像模型2021/7/30用二维函数形式表示图像在坐标处，的值或幅度是一个正的标量，其物理意义由图像源决定。当一幅图像从物理过程产生时，它的值正比于物理源的辐射能量，因此，一定是非零和有限的，即函数可由两个分量来表征:入射到观察场景的光源总量和场景中物体反射光的总量。相应的称入射分量和反射分量，分别为和。其中，。2.3.4简单的图像成像模型2021/7/30单色图像在任何坐标处的强度为图像在该点的灰度级，即：而区间[Lmix，Lmax]称为灰度

8、级。实际常常令该区间为[0,L-1]，这里l=0为黑，l=L-1在