《数字图像处理》课件.ppt

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1、第二章图像和视觉基础2.1人眼与亮度视觉2.2颜色视觉与光度学2.3采样和量化2.4坐标变换2.5像素间联系DigitalImageProcessing2.1人眼与亮度视觉DigitalImageProcessing人眼构造视网膜结构人眼结构人眼成像晶状体相当于透镜，虹膜控制进光量，视网膜上布满锥细胞和杆细胞，分别负责彩色和黑白视觉。DigitalImageProcessing晶状体视网膜视觉过程亮度适应与区分人眼对所感光强度的感觉范围称为视觉的动态范围，这个范围很大，有10的10次方量级。但在某一范围内，这个动态范围却并不大。人眼同时亮度适应区

2、间不大，一般<64级DigitalImageProcessing感觉亮度光的强度二者何关系？人所感觉到的亮度并不是强度的简单函数——马赫带效应DigitalImageProcessingDigitalImageProcessing人所感觉到的亮度并不是强度的简单函数——同时对比度亮背景下显得暗、暗背景下显得亮2.2颜色视觉三基色根据人眼结构，所有颜色都可看作是3个基本颜色——红（R，red），绿（G，green）和蓝（B，blue）——的不同组合。R波长700nmG波长546.1nmB波长435.8nmDigitalImageProcessing色

3、度图DigitalImageProcessing每一点对应一个颜色边界点代表纯颜色，向中心纯度减小图中任两点连接线上各点颜色由两端点颜色组合而成白色人眼对彩色的感知有三个量度量DigitalImageProcessing色调（Hue）：色调由可见光光谱中各波长的分量来决定，是彩色光的基本性质；饱和度（Saturation）：反映了彩色的浓淡，取决于彩色中白色光的含量，白光越多，彩色越淡；亮度（Intensity）：指彩色光对人眼的刺激程度，与光的能量有关。颜色模型（1）RGB模型DigitalImageProcessing在RGB模型立方体中，原点

4、所对应的颜色为黑色，它的三个分量值都为零。距离原点最远的顶点对应的颜色为白色，它的三个分量值都为1。从黑到白的灰度值分布在这两个点的连线上，该线称为灰色线。立方体内其余各点对应不同的颜色。彩色立方体中有三个角对应于三基色——红、绿、蓝。剩下的三个角对应于三基色的三个补色——黄色、青色（蓝绿色）、品红（紫色）。（2）HSI模型H代表亮度，S和I代表色差信号，在一些领域经常应用。I分量与图象的彩色信息无关；H和S分量与人感受颜色的方式是紧密相连。红色对应于角度0度，绿色对应于角度120度，蓝色对应于角度240度，每一种颜色和它的补色相差180度。饱和度

5、S为一比例值，范围从0到1，它表示所选颜色的纯度和该颜色最大的纯度之间的比率。S=0时，只有灰度。DigitalImageProcessingDigitalImageProcessing圆锥的顶面对应于V=l，它包含RGB模型中的R=1，G=1，B=l三个面，所代表的颜色较亮。在圆锥的顶点（即原点）处，V=0，H和S无定义，代表黑色。圆锥的顶面中心处S=0，V=l，H无定义，代表白色。从该点到原点代表亮度渐暗的灰色，即具有不同灰度的灰色。对于这些点，S=0，H的取值无定义。可以说，HSV模型中的V轴对应于RGB颜色空间中的主对角线。在圆锥顶面的圆周

6、上的颜色，V=1，S=1，这种颜色是纯色。DigitalImageProcessingRGB转换到HSI对任何3个［0，1］范围内的R、G、B值，其对应HSI模型中的I、S、H分量的计算公式为：DigitalImageProcessingHSI转换到RGB（1）当H在［0°，120°］之间DigitalImageProcessing(2)当H在［120°，240°］之间DigitalImageProcessing(3)当H在［240°，360°］之间DigitalImageProcessingDigitalImageProcessing例2.3.2

7、光度学景物图象可看作二维幅频辐射场，目前我们研究的是从热辐射、雷达、光波（包括可见波）等各种频率辐射形成的图象，频率不同，生成的图象也并不相同，因此，有必要对光度学进行研究。研究光度学的几个量：（1）发光强度设某个点光源像个方向都均匀辐射，则可以定义光强为发射到单位立体角的光通量I=dΦ/dΩ；立体角的单位为sr，光强的单位是cd（坎），光通量的单位是lm，1cd＝1lm/sr。由于光源向四周均匀辐射，球面有4П的立体角，所以I=Φ/4П。对于面光源I=InCOSaDigitalImageProcessing（2）光通量和视敏度光源以电磁波的形式辐

8、射出的光功率称为光通量，他常用人眼的感觉来度量其辐射功率。人眼对不同频率的光敏感成都不同，根据人眼对不同波长光的敏感程度所