第二章 数字图像处理基础ppt课件.ppt

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1、《数字图像处理》本科生课程DigitalImageProcessing第二章数字图像处理基础人眼的视觉特性图像的采样和量化图像数字化器常用图像数字化设备图像的灰度直方图图像的文件格式视觉是主观对客观的反应，是一种主观感觉。视觉包括亮度视觉和彩色视觉。人眼的视觉特性人的视觉系统对颜色的感知可归纳出如下几个特性：眼睛可类比于一个摄像机。人的视网膜通过神经元来感知外部世界的颜色。每个神经元或者是一个对亮度和颜色敏感的锥状细胞，或者是一个只对亮度敏感而对颜色不敏感的杆状细胞。何谓视觉灵敏度呢？视觉效应是由可见光刺激人眼引起的。如果光的辐射功率相同而波长不同，则引起的视觉效果也不同，不仅颜色感觉不同

2、，而且亮度感觉也不同。人眼的视觉特性-视觉灵敏度何谓视觉灵敏度呢？为了确定人眼对不同波长光的敏感程度，在产生相同亮度感觉的情况下，测出各种波长光的辐射功率Ф(λ)，则：光谱光视效能：K(λ)=1/Ф(λ)用来衡量视觉对波长为λ的光的敏感程度。实验表明，当λ=555nm时，有最大的光谱光视效能：Km=K(555)任意波长光的光谱光视效能K(λ)与Km之比称为光谱光视效率（相对视敏度），用函数V(λ)表示：V(λ)=K(λ）/KmV(λ)也可用得到相同主观亮度感觉时所需各波长光的辐射功率Ф(λ）表示：V(λ)=Ф（555）/Ф(λ)彩色三要素亮度是光作用于人眼时所引起的明亮程度的感觉。(光功率

3、)色调是指颜色的类别，是决定色彩本质的基本参量。(光波长)色饱和度是指彩色所呈现色彩的深浅程度（或浓度）。色调与色饱和度合称为色度。人眼的视觉特性-彩色视觉何谓人眼的分辨力呢？人在观看景物时人眼对景物细节的分辨能力。人眼对被观察物体上刚能分辨的最紧邻两黑点或两白点的视角的倒数称为人眼的分辨力或视觉锐度。人眼的视觉特性-人眼分辨力θdL彩色显象管荧光屏为20英寸（51cm），幅型比为4/3。荧光点呈三角形排列，荧光点直径d0为0.4mm。若把两个荧光点外圆之间的距离d作为最小分辨距离，并在距离荧光屏2m的地方看电视。试计算在荧光屏上最少要有多少个荧光点才能实现空间混色？（取θ=1’）思考题实

4、验表明，人眼对彩色细节的分辨力要低于对黑白细节的分辨力。由于人眼对彩色细节的分辨力低，所以在彩色电视系统传送彩色图像时，对于图像的细节，可只传黑白的亮度信号，而不传彩色信息。这就是所谓的彩色电视大面积着色原理。利用这个原理可以节省传输的频带。何谓图像对比度呢？图像中最大亮度Lmax与最小亮度Lmin的比值C称为对比度。C=Lmax/Lmin例：实际传送的景物亮度200-20000cd/m2，电视屏幕亮度2-200cd/m2两者对比度都为100重现景物的亮度范围无需与实际景物的相等，只需保持二者的对比度相同。人眼的视觉特性-视在对比度何谓亮度感觉呢？视亮度——在一定背景亮度环境下人的主观亮度

5、感觉。费涅尔系数（相对对比度灵敏度阈）ξ=ΔBmin/B(随着环境的不同，在0.005-0.02范围内变化)ΔBmin称为可见度阈值。人眼的亮度感觉特性人眼的视觉特性-视在对比度感觉的亮度区域不是简单取决于亮度相同亮度的方块在不同背景下，感觉亮度不同；位于中心位置的方块亮度相同，当背景变亮时，方块的亮度变暗。一张白纸放在桌子上看上去很白，但用白纸遮蔽眼睛直视明亮的天空时，纸看起来总是黑的。人眼的视觉特性-视错觉这两个图形在视网膜上是固定不动的，但你对它的感觉却是在两种可能图形中动摇。同时感觉到两种有意义的图形是很困难的！人眼的视觉特性-视错觉人眼的视觉特性-视错觉何谓视觉惰性呢？视觉惰性是

6、人眼的重要特性之一，它描述了主观亮度与光作用时间的关系。人眼亮度感觉变化滞后于实际亮度变化，以及光线消失后的视觉残留现象（称为视觉暂留或视觉残留），总称为视觉惰性。人眼的视觉特性-视觉惰性当有光脉冲刺激人眼时，视觉的建立和消失都需要一定的过程，光源消失以后，景物影像会在视觉中保留一段时间。视觉暂留时间在0.05~0.2秒人眼的视觉特性-视觉惰性何谓临界闪烁频率呢？当人眼受周期性的光脉冲照射时，如果光脉冲频率不高，则会产生一明一暗的闪烁感觉。如果将光脉冲频率提高到某一定值以上，由于视觉惰性，眼睛便感觉不到闪烁，感到是一种均匀的连续的光刺激。刚好不引起闪烁感觉的最低频率，称为临界闪烁频率，它主

7、要与光脉冲的亮度有关。人眼的视觉特性-视觉惰性图像的采样和量化图像数字化：指将模拟图像经过离散化之后，得到用数字表示的图像。模拟图像数字图像离散化数字图像：用矩阵来描述的。图像数字化数字图像是模拟连续图像f(x,y)通过取样、量化、编码获得的。图像取样：图像空间离散化图像量化：图像幅度离散化（又称为灰度级量化）编码：用有限比特去表示量化后的数值图像取样和量化图像取样和量化与采样相关的概念(分辨率)分辨率传感器摄像的精确度