多媒体数字图像技术基础ppt课件.ppt

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1、主要内容数字图像基础彩色空间的表示及转换电视技术基础彩色电视信号的类型视频信息获取与处理的基本原理常见图像文件格式等视觉特性1)人眼视觉光谱灵敏度曲线2)只有采用不同的照明功率才能使人眼对不同波长的光产生相同的亮度感觉1视觉灵敏度1)辐射功率P：辐射体在单位时间内所辐射出的总能量，其与辐射的功率频谱分布有关辐射强度I：点辐射源沿单位立体角所辐射出的功率单位：瓦/立体角弧度(W/sr)2光度测量参数——用两套参数描述辐射光和照明光考虑人眼视觉特性视觉特性2)光通量(光功率)：光源在单位时间内发出的光能量(lm,流

2、明)发光强度：点光源在单位立体角内辐射出的光通量(cd坎德拉)一个能发出一束波长为540nm的单色辐射光的光源若能在给定方向上每球面度内的辐射强度达到1/683W则此光源在该方向上的发光强度为1坎德拉。亮度：表征发光面(或光反射面)的发光能力的物理量，指发光面在某一给定方向上的发光强度与该发光面积在此方向上的投影之比L:L=dI/dScosα(nit)尼特同一发光面在不同方向上所看到的亮度可能不同-亮度的方向性1nit=1cd/m22光度测量参数视觉特性照度：单位被照面积上所接收到的光功率(lx)1勒克司=1l

3、m/m22光度测量参数彩色：彩色的感知过程包括光照、物体的反射和人眼的机能彩色视觉：亮度(光的强度)、色调(彩色的类别)、饱和度(颜色的深浅程度)人眼彩色视觉特性、三基色立体视觉：同一物体在左右两眼视网膜上的成像存在的差异形成的人眼宽、高、深的感觉。单眼视觉、双眼视觉3彩色视觉和立体视觉颜色的基本概念根据人眼的视觉特征，对色彩的感知程度用亮度、色调和饱和度来描述。亮度（luminance）是指颜色的相对明暗程度。色调（hue）主要取决于波长和所包含的光谱成份，它反映颜色的种类，如红色，蓝色等。饱和度（Satur

4、ation）是指颜色的纯度或颜色的深浅程度。色调和饱和度通称为色度。但人眼对色彩的感知程度又与周围光的强度有关，在不同的周围光环境下，对色彩的感觉存在一些差异。视觉系统对颜色的感知视觉系统对颜色和亮度的响应特性曲线颜色是视觉系统对可见光的感知结果上面的颜色响应曲线表明，人类眼睛对蓝光的灵敏度远远低于对红光和绿光的灵敏度。亮度响应曲线表明人眼对波长为550nm左右的黄绿色最为敏感。视觉特性分辨力：分辨景物细节的能力人眼的分辨力有多高？用什么方法对分辨力进行描述？空间频率：某物理量（亮度or发光强度）在单位空间距离

5、内周期性变化的次数，单位周/米。人眼的空间频率响应：人眼对不同空间细节的分辨力是变化的人眼分辨景物彩色细节的能力很差，因此彩色电视系统在传输彩色图像时，细节部分可以不传送彩色信息，而只传送黑白信息，以此来节约传输频带资源。色调分辨阈4人眼的分辨力与空间频率空间频率滤波器0.10.31310301.00.3空间频率(线/mm)MTF下图给出了视觉对彩色变化的频率响应：人眼对彩色细节的分辨能力远比亮度细节的分辨能力低。彩色的掩蔽效应：在亮度变化剧烈的背景上(如黑白跳变边沿)，人眼对彩色的敏感程度会明显降低。彩色亮度

6、视觉特性1)图像的对比度与灰度对比度：景物或重现图像的最大亮度Lmax与最小亮度Lmin之比C=Lmax/Lmin灰度：画面的最大亮度与最小亮度之间所能分辨的亮度感觉级数，也称亮度层次。2)人眼的对比度灵敏度特性亮度感觉：能分辨出不同的亮度层次——相对性人眼视觉的对比度灵敏度：1/Cr(Cr:临界对比度)5人眼的对比度特性人眼的视觉特性1.图像的对比度对比度是指图像邻近面积或相邻点之间的亮度差别。对比度C＝其中Imax，Imin分别表示图像中的最大和最小光强。*也可用图像的亮度来定义对比度：因亮度和光强成正比，

7、两者表示数值是一致的自然场景中，对比度可达到200:1以上，甚至更高，而电视机和显示器的对比度只能达到50:1左右，因此显示器上景物没有自然景物那么明亮和层次丰富。2.视觉的对比度灵敏度特性定义：视觉阈(VisibilityThreshold)：在给定的某个亮度环境下，人眼刚好能够区分2个相邻区域的亮度差别所需要的最低对比度，即临界对比度。对比度灵敏度：临界对比度的倒数。视觉阈的大小与观察条件有关：包括周围环境的亮度、邻近区域亮度的变化等人眼区分图像亮度差别的灵敏度与它附近区域的背景(平均亮度)有关，背景亮度越

8、高，灵敏度越低。空间频率与视觉的空间频率响应1.空间频率物理量在单位空间距离内周期性变化的次数，即（周/米）式中，fx表示亮度信号在x方向的空间频率，x是空间距离，φ(x)表示亮度信号沿x方向的相位变化。例：如右图正弦光栅。如果光栅亮度在1厘米内变化10次，那么它的空间频率为fx=1000周/米x亮度当从某一观察点看景物时，如果将空间频率用每度多少周来表示比较直观。这时空间频率表示亮度