最新第章 视觉特性和颜色基础 彩色图像处理ppt课件.ppt

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1、第章视觉特性和颜色基础彩色图像处理视觉感知视觉特性颜色基本概念常用表色系主要内容22.1视觉感知视觉感知是视觉的内在表象。视觉感知包括两个不同的感知层次：视觉的低级感知层次视觉的高级感知层次3“视觉是一个信息处理过程。它能从外部世界的图像中得到一个即对观察者有用又不受无关信息干扰的描述。”“视觉感知又是和过去留存于记忆中的同类活动有关，视觉储积起大量的视觉意象。记忆形象可用于对知觉对象的辨认，解释和补充。”使计算机具有人类视觉能力，研究人类的视觉感知，模仿人类的视觉感知，是研究工作的重要途径。9视觉错觉102.2视觉特性视觉特性是视觉的外在表现；图像是周围世界的一种映射,对于运

2、动图像,空间座标x,y,z都是时间t的函数,若在连续的不同时间获取图像,可以获得序列图像11对于按不同波段获取图像，可获得彩色图像或不同波段的图像信号(如遥感图像、医学图像等)。对于按不同视角，即不同的x,y,z间相互关系，可以得到不同视角的不同图像。因此，视觉现象包括有视觉对光强，对各种波长、彩色的光谱效应，对物体边缘等空间频率变化的响应，以及视觉对时间瞬时变化运动的响应。122.2.1相对视敏函数人眼对不同波长的光有不同的敏感度，不同波长而幅射功率相同的光不仅给人以不同的色彩感觉，而且亮度感觉也不同。视敏函数：描述人眼视敏特性的物理量为视敏函数和相对视敏函数。在相同亮度感觉

3、的条件下，不同波长光辐射功率的倒数用来衡量人眼对各波长光明亮感觉的敏感程度。对于人眼，是钟形曲线。13视杆体和视锥体的相对视敏曲线有所不同，对视锥体情况，在=555nm时绿光亮度最敏感，对视杆体暗视情况,则=505nm时最敏感。图2.4相对视敏度曲线142.2.2对比度的灵敏度和同时对比度一、对比灵敏度在均匀照度背景I上，有一照度为I+(照度增量)△I的光斑，称眼睛刚好能分辨出的照度差△I与I的比（△I/I）为对比灵敏度；由于背景亮度I增大，△I也需要增大，因此在相当宽的强度范围内，对比灵敏度是一个常数，约等于0.02，这个比值称为韦伯比（Weber比）。亮度很强（弱）时不为常

4、数。15二、同时对比度在相同亮度的刺激下,由于背景亮度不同，人眼所感受到的主观亮度不同，这种效应称为同时对比度。由于同时对比是由亮度差别引起的，故也称为亮度对比。相对应的还有色度对比。如：红色背景下的灰色物体显绿色；16同时对比度示例172.2.3马赫带(MachBands)在观察一个亮度渐变的边缘时，发现主观感受在亮度变化部位附近的暗区和亮区中分别存在一条更黑和更亮的条带，称之为“马赫带”。18同时对比度是面积亮度差引起的现象，马赫带是明暗边界引起的现象。侧抑制效应：视觉信号并不是单纯由一个视觉细胞感觉产生的，而是由相邻视觉细胞信号加权和形成的。Mach带可用侧抑制机理来解释

5、，可认为是局部空间域内神经细胞之间相互作用的结果。同时对比度和马赫带效应表明，人所感觉到的亮度并不是强度的简单函数。192.2.4视觉的瞬时性质(TemporalPropertiesofVision)视觉的瞬时性质在处理运动图像和图像显示设计时变得十分重要。A.Bloch’s规律能量相等而不同持续时间的光闪烁，在持续时间低于一个临界值以下是不能辨识的。当眼睛适应于中等亮度时，临界持续时间是30ms，当眼睛更多适应于黑暗时，则临界持续时间将变长。20B.临界熔合频率CriticalFusionFrequency(CFF)缓慢的闪烁光的每单个闪烁都可辨识，但当闪烁频率高于临界闪烁频

6、率时，闪烁将不再与具有同样平均强度的稳定发光相区别。一般来说，这个频率不超过50～60HZ。这是视觉暂留，是电影和电视的基础。21C.SpatialversusTemporalEffects眼睛对高空间频率的闪烁的敏感高于对低空间频率的闪烁的敏感度。在图像编码中，对运动图像的编码时，除了边缘以外的任何地方可以进行亚取样，以压缩码率。同样的原因，非隔行光栅的监视器（闪烁频率高，可保留良好的高清析度细节）比隔行光栅（闪烁频率低,对低空间频率已足够）可提供高空间解析度的图像显示。22小结人类视觉感知能力的特点人类视觉系统在对物体的识别上有特殊强大的功能；但在对灰度、距离和面积的绝对的

7、估计上却有某些欠缺；以传感器单元的数目比较：视网膜包含接近1.3亿个光接收器，这远远大于CCD片上的传感器单元数；和它每次执行运算的数目比较：和计算机的时钟频率相比，神经处理单元的开关时间将比之大约慢倍；不论这慢的定时和大量的接收器，人类的视觉系统是比计算机视觉系统要强大得多。它能实时分析复杂的景物以使我们能即时的反应。232.3颜色的基本概念牛顿在十七世纪后期用棱镜把太阳光分散成光谱上的颜色光带，证明了白光是由很多颜色的光混合而成；颜色严格地说不同与彩色。颜色可分成彩色和无彩色（即不同的灰