数字图像处理基础资料ppt课件.ppt

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1、数字图像处理DigitalImageProcessing第二章数字图像处理基础视觉原理几何原理视觉特性图像数字化技术采样量化采样与量化参数的选择图像数字化设备视觉原理人眼的构造视觉生理特点对图像处理方法的影响很大视觉原理人眼的构造视觉原理A瞳孔－虹膜中间的圆孔－控制光通量－照相机的光圈。B视网膜－光敏细胞－感受光线－照相机的底片或CCD像元。锥状细胞（600－700万个）－一个神经连接一个细胞（分辨率高）－光线强弱和色彩；杆状细胞（7600－15000万个）－一个神经连接多个细胞（分辨率低，低照明）－光线强弱。C晶状体－扁平透明体－变焦－相机透镜。图像形成－光－光

2、敏细胞（不同位置）－电脉冲（不同强弱）－神经中枢－形成景物图像。视觉原理视锥细胞和视杆细胞在视网膜上的分布锥状（cone）视觉：白昼视觉，色彩；杆状（rod）视觉：夜视觉，低照度敏感。成像的几何原理用眼睛观察树的光学表示法，C点为晶状体的光学中心当晶状体的折射能力由最小变到最大时，晶状体的聚焦中心与视网膜之间的距离由17mm缩小到14mm。当眼睛聚焦到远于3m的物体时，晶状体的折射能力最弱，当聚焦到非常近的物体时，其折射能力最强。观测者看一个距离100m，高15m的树。设x表示视网膜上形成的图像的大小，单位mm，有:15/100=x/17,x=2.55mm视觉特性

3、视觉范围－人眼能感觉到的亮度范围。从百分之几cd/m2到几百万cd/m2；不能同时感觉到，亮度适中为1000:1，亮度低时10:1。分辨率－在一定的距离下区分开相邻两点的能力，θ＝d/l。分辨率与照度和目标的对比度有关。适应性和对比灵敏度－暗适应性：30s（瞳孔和细胞）；明适应性：几秒。对比度：C1＝Bmax/Bmin；相对对比度：Cr＝（Bmax－Bmin）/Bmin。亮度感觉－人眼再适应某一平均亮度后，黑白感觉对应的亮度范围较小。黑白感觉相对性给图像传输和重现中利用：图像亮度不必等于实际亮度，保持对比度不变即可；不能感觉到的亮度差别再图像重建时不必精确复制出来

4、。人类感光细胞的敏感曲线400450500550600650700100806040200蓝绿红波长（nm)光吸收特性%三种不同频率响应的锥，各对红、绿、蓝具有最强的响应，彩色的识别功能视觉特性马赫带效应－当亮度为阶跃变化时，人眼看起来，同一灰度调内亮度不一致。每一竖条内，右边要比左边稍黑视觉特性马赫带效应－当亮度为阶跃变化时，人眼看起来，同一灰度调内亮度不一致。每一竖条内，右边要比左边稍黑视觉特性灰度相同处于不同背景下感觉不同视觉特性同时对比效应图像数字化图像－二维光强的函数。f(x,y)为（x,y）点的强度。0

5、x,y)＝i(x,y)r(x,y)0

6、，N行，n比特数，C色彩数)（2-1）矩阵中的每一个元素称为像元、像素或图像元素。而g(i,j)代表(i,j)点的灰度值，即亮度值。以上数字化有以下几点说明：（1）由于g(i,j)代表该点图像的光强度，而光是能量的一种形式，故g(i,j)必须大于零，且为有限值，即：0＜g(i,j)＜∞。（2）数字化采样一般是按正方形点阵取样的，除此之外还有三角形点阵、正六角形点阵取样。如图2-1所示。（3）以上是用g(i,j)的数值来表示(i,j)位置点上灰度级值的大小，即只反映了黑白灰度的关系，如果是一幅彩色图像，各点的数值还应当反映色彩的变化，可用g(i,j,λ)表示，其

7、中λ是波长。如果图像是运动的，还应是时间t的函数，即可表示为g(i,j,λ,t)。图2-1采样网格(a)正方形网格;(b)正六角形网格图像在空间上的离散化称为采样。也就是用空间上部分点的灰度值代表图像，这些点称为采样点。由于图像是一种二维分布的信息，为了对它进行采样操作，需要先将二维信号变为一维信号，再对一维信号完成采样。具体做法是，先沿垂直方向按一定间隔从上到下顺序地沿水平方向直线扫描，取出各水平线上灰度值的一维扫描。而后再对一维扫描线信号按一定间隔采样得到离散信号，即先沿垂直方向采样，再沿水平方向采样这两个步骤完成采样操作。对于运动图像（即时间域上的连续图像）

8、，需先在时