第二讲数字图像处理基础知识ppt课件.pptx

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1、数字图像处理基础知识第二讲数字图像处理基础知识2.1视觉特性与三基色原理2.2图像的采集和显示2.3数字图像的生成和表示方法2.4数字图像的系统模型数字图像处理基础知识2.1视觉特性与三基色原理2.1.1人眼的视觉特性根据数字图像处理的需要，关注人眼的如下几个重要特性：明暗视觉、彩色视觉、人眼的分辩力、视觉惰性与闪烁感觉。数字图像处理基础知识一、明暗视觉人眼对不同颜色的光的亮度感觉是不一样的，明暗不同。二、彩色视觉为确切表示某一彩色光，必须用三个基本参量（亮度、色调和饱和度）来表示，彩色视觉就是对这三个参量的总效应。1、亮度：反映

2、光作用于人眼时引起的明亮程度。数字图像处理基础知识2、色调：反映了颜色的类别。白、黄、青、绿、品、红、蓝、黑标准彩条信号：数字图像处理基础知识3、饱和度：指彩色光所呈现色彩的深浅程度。对于同一色调的彩色光，饱和度越高，颜色越深，如深红；饱和度越低，颜色越浅，如浅红。色度：色调和饱和度合称为色度，即表明了彩色光的颜色类别，又说明了颜色的深浅程度。原图饱和度降低数字图像处理基础知识三、人眼的分辩力是指人在观看景物时对景物细节的分辩能力。分为：黑白细节分辩力和彩色细节分辩力。对彩色细节分辩力的要求要比黑白细节分辩力要求低。数字图像处理基

3、础知识四、视觉惰性与闪烁感觉1、视觉惰性当一定强度的光作用于视网膜时，不能在瞬间形成稳定的主观亮度感觉，而有一个短暂的过渡过程；当光消失后，亮度感觉也并不立刻消失，而是按近似指数函数的规律逐渐减小。人眼的这种视觉特性叫做视觉暂留特性，或视觉惰性。例如：人眼对房间内灯的开关的感受。数字图像处理基础知识视觉惰性示例图数字图像处理基础知识2、临界闪烁频率眼睛在周期性的光脉冲的作用下，如果它的频率不够高，则眼睛会感到一明一暗的闪烁现象。如果将光脉冲的频率增加到某一值时，由于视觉惰性，眼睛就感觉不到闪烁了。不引起闪烁感觉的光脉冲的最低重复频

4、率称为临界闪烁频率。经验可知人眼的临界闪烁频率约为46Hz。数字图像处理基础知识2.1.2三基色原理自然界中的颜色有无数多种，如何对这些颜色加以表示呢？只需要三种颜色，即三基色就可以表示所有的颜色。一、含义指选择3种独立的颜色，将它们按照不同的比例混合，就可以得到不同的颜色；反之，任何颜色也能分解为这三种颜色。数字图像处理基础知识注：1、三种颜色必须是独立的，即其中的任何一个颜色都不能由另外两个基色表示。2、合成彩色光的亮度等于三个基色的亮度之和；而色度由三个基色分量的比例决定。在彩色电视系统，彩色图像系统中选择的三基色一般为：红

5、、绿、蓝，即R、G、B。数字图像处理基础知识二、相加混色1、混色规律：如图2－2所示红＋蓝＝品红蓝＋绿＝青绿＋红＝黄红＋绿＋蓝＝白相加混色规律示意图数字图像处理基础知识2、互补色：当两种色光按照适当的比例混合得到白光，则这两种色称为互补色。如：青＋红＝白色；黄＋蓝＝白色；品＋绿＝白色。3、相加混色的方法时间混色法：将三种基色轮流投射到某一表面，只要轮换的时间足够快，利用人眼的视觉惰性就可以得到相加混色的效果。数字图像处理基础知识空间混色法：利用人眼分辩力的有限性，把彼此相距很近的三基色发光点看成是相加合成的光。生理混色法：利用两只

6、眼睛同时分别观看两幅不同颜色的同一幅图像，也可以得到混色的效果。电视系统中一般是采用这种相加混色的方法。相减混色法：用于彩色印刷、彩色胶片、绘画等。数字图像处理基础知识2.1.3颜色方程自然界中的任何颜色光均可以用颜色方程来表示：F：代表具有特定亮度和色度的彩色光；R[R],G[G],B[B]：F色光的三色分量；[R][G][B]：三基色单位量，能配出标准白光的3基色量；RGB:称为三刺激值，可以测得；数字图像处理基础知识RGB的比例关系决定了彩色光的色度，而他们的数值决定了彩色光的亮度。色差信号：由基色信号与亮度信号之差构成,即

7、：R-Y,B-Y,G-Y，一般选取其中的前两个。色差信号不包含有亮度信息；两个色差信号之间相互独立；在传输黑白图像时，两个色差信号为0。亮度信号Y、色差信号与三基色信号RGB之间的关系为：数字图像处理基础知识色差信号R-Y,B-Y幅度范围比较大，还需对其进行压缩，得到压缩后的色差信号U和V，它们之间的关系为：数字图像处理基础知识2.2图像的采集和显示2.2.1图像采集一、图像采集过程首先是利用对某个电磁能量谱波段敏感的物理器件，接受辐射并产生与所接受到的电磁辐射能量成正比的模拟电信号。光电转换过程然后是将前面得到的模拟电信号转化为

8、数字信号以输入进计算机进行处理。模数转换过程数字图像处理基础知识二、图像采集设备用于可见光和红外线成像的采集设备主要有：显微密度计、析像管、视像管和固态阵等，其中固态阵应用最广泛。固态阵可按几何组织形式分为两种：线扫描器和平面扫描器，其主要元件是电