数字图像处理第二章图像数字化ppt课件.ppt

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1、第二章数字图像处理的基本概念主要内容人眼的视觉原理图像数字化灰度直方图数字图像处理算法的形式图像文件格式图像的特征与噪声眼睛中图像的形成2.1视觉原理及现象黄斑区盲点一、人眼构造人眼构造锥状细胞负责彩色视觉辨别细节和颜色（明视觉/白昼视觉）数量600~700万杆状细胞负责黑白视觉对低亮度敏感，辨别总体形象（暗视觉/夜视觉）数量7600万~1.5亿视网膜上杆状体和锥状体的分布盲点如何判断？二、影响成像质量的视觉因素视觉范围—人眼能感知的亮度范围（夜视~强闪光）百分之几~几百万cd/m2人眼适应某平均亮度环境后，能够感受的亮度范围<<视觉范围亮度感觉—相对

2、亮度的变化亮度感觉和亮度对数成线性关系S=K’lnB+K0重现图像的亮度只需保持实际图像亮度对比重现图像时不必精确复制人眼感觉不到的亮度差别图像对比度最大亮度/最小亮度图像相对对比度（最大亮度-最小亮度）/最小亮度人的主观亮度感觉与亮度对数成线性关系BACDblackwhite人眼适应某平均亮度后，感受的亮度范围《视觉范围亮度感觉（1）1.平均亮度2.对比度亮度感觉（2）图A图B图C亮度感觉取决于亮度的对比亮度的适应与鉴别视觉适应性—人眼适应明/暗环境的能力暗适应性——从亮光处到暗处20~30s杆状细胞明适应性——从暗处到亮光处1~2s锥状细胞人眼的分辨

3、力—人眼区分开相邻两点的能力（视力）用最小视角倒数描述Ɵ=d/ld两点间最小距离，l为人眼到两点连线的距离如E非固定不变，与环境亮度和相对对比度有关人眼能感知最高能达到700万像素分辨率的图像2、色彩的鉴别日光--由各种颜色混合而成视觉三基色假说任何颜色都可以由相互独立的三基色得到假如三基色的混合比相当，则色调和饱和度也相同混合光的亮度是原分量光亮度之和任何两种颜色混合成的新颜色与合成原颜色的三基色混合成的颜色相同锥状细胞对不同光波的感光灵敏度三基色的选择1931年国际照明委员会CIE规定了物理三原色的波长。两种基色系统加法系统RGB减法系统CMYKRG

4、B模型RGB模型（相加混色模型）有色光照射到消色物体产生加法效应主动产生颜色光源，如显示器CMYK模型青色Cyan，洋红Magenta，黄色Yellow，K为真正黑色。采用CMYK模式的原因：有色光照射到有色物体上产生减法效应用于印刷、绘画。白光入射CMYK与RGB对应关系HSI模型HSI模型基于人类对颜色的感觉，描述颜色的三个基本特征。用于调整颜色分量。色相（或色度Hue）是从物体反射或透过物体传播的颜色。在0到360度的标准色轮上按位置度量的。由颜色名称标识，如红、橙或绿。饱和度（Saturation）也称色品，是指颜色的强度或纯度。饱和度表示色相中

5、灰成分所占的比例，用从0%（灰色）到100%（完全饱和）的百分比来度量。在标准色轮上，饱和度从中心向边缘递增。亮度（Intensity）是颜色的相对明暗程度，通常用从0%（黑）到100%（白）的百分比来度量。常见彩色模型彩色分量三、视觉现象马赫带：由几个亮度逐渐减弱且连着一起的窄带组成的图像，每个窄带内的亮度是均匀分布的。亮度过冲马赫带效应：由于人眼视觉系统有边缘增强的作用，在亮度突变出会出现亮度过冲现象，即明暗边界处亮的更亮，暗的更暗。视觉残留人眼对亮度的感觉不会随亮度消失而立即消失两线段一样长？错视现象人眼对物体的形状、大小感觉随背景、布置条件不同而

6、不同，会产生不存在的信息或错误的物体几何特性。两线段一样长？圆圈一样大？平行or不平行？一样的月亮？会动的转盘会动的转盘波动下不完的阶梯数数有几根柱子？酒杯？人像？数数多少个人像？两画并存画中画2.2图像的表示函数描述二维平面静止灰度图像二维平面静止彩色图像函数描述在坐标点（x，y）处像素的亮度在图像中用灰度表示，其数值表示像素亮度明暗程度，亮度范围【Lmin,Lmax】，一般情况下【0，L-1】0—黑，L-1—白,一般为255。图像f（x，y）由照射分量i（x，y）和反射分量r（x，y）两个光分量构成，可表示为两者之积。矩阵表示一幅图像若每行（即横向）

7、像素为N个，每列（即纵向）像素为M个，则图像大小为M×N个像素，从而f(x,y)构成一个M×N实数矩阵：xy图像坐标矩阵是按照行列的顺序来定位数据的，但是图像是在平面上定位数据的，所以有一个坐标系定义上的特殊性。为了编程方便起见，我们这里以矩阵坐标系来定义图像的坐标。行（i）列（j）矩阵A(i,j)矩阵坐标系X轴（i）Y轴（j）图像f(i,j)直角坐标系数字图像根据灰度级数的差异可分为：黑白图像、灰度图像和彩色图像。黑白图像图像的每个像素只能是黑或白，没有中间的过渡，故又称为二值图像。二值图像的像素值为0或1。例如不同种类图像的矩阵表示灰度图像灰度图像是

8、指灰度级数大于2的图像。但它不包含彩色信息。彩色图像彩色图像是指每个像素由R、G