第二章 數(shù)字圖像處理基礎(chǔ)ppt課件.ppt

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1、《數(shù)字圖像處理》本科生課程DigitalImageProcessing第二章數(shù)字圖像處理基礎(chǔ)人眼的視覺(jué)特性圖像的采樣和量化圖像數(shù)字化器常用圖像數(shù)字化設(shè)備圖像的灰度直方圖圖像的文件格式視覺(jué)是主觀對(duì)客觀的反應(yīng)，是一種主觀感覺(jué)。視覺(jué)包括亮度視覺(jué)和彩色視覺(jué)。人眼的視覺(jué)特性人的視覺(jué)系統(tǒng)對(duì)顏色的感知可歸納出如下幾個(gè)特性：眼睛可類比于一個(gè)攝像機(jī)。人的視網(wǎng)膜通過(guò)神經(jīng)元來(lái)感知外部世界的顏色。每個(gè)神經(jīng)元或者是一個(gè)對(duì)亮度和顏色敏感的錐狀細(xì)胞，或者是一個(gè)只對(duì)亮度敏感而對(duì)顏色不敏感的桿狀細(xì)胞。何謂視覺(jué)靈敏度呢？視覺(jué)效應(yīng)是由可見(jiàn)光刺激人眼引起的。如果光的輻射功率相同而波長(zhǎng)不同，則引起的視覺(jué)效果也不同，不僅顏色感覺(jué)不同

2、，而且亮度感覺(jué)也不同。人眼的視覺(jué)特性-視覺(jué)靈敏度何謂視覺(jué)靈敏度呢？為了確定人眼對(duì)不同波長(zhǎng)光的敏感程度，在產(chǎn)生相同亮度感覺(jué)的情況下，測(cè)出各種波長(zhǎng)光的輻射功率Ф(λ)，則：光譜光視效能：K(λ)=1/Ф(λ)用來(lái)衡量視覺(jué)對(duì)波長(zhǎng)為λ的光的敏感程度。實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)λ=555nm時(shí)，有最大的光譜光視效能：Km=K(555)任意波長(zhǎng)光的光譜光視效能K(λ)與Km之比稱為光譜光視效率（相對(duì)視敏度），用函數(shù)V(λ)表示：V(λ)=K(λ）/KmV(λ)也可用得到相同主觀亮度感覺(jué)時(shí)所需各波長(zhǎng)光的輻射功率Ф(λ）表示：V(λ)=Ф（555）/Ф(λ)彩色三要素亮度是光作用于人眼時(shí)所引起的明亮程度的感覺(jué)。(光功率

3、)色調(diào)是指顏色的類別，是決定色彩本質(zhì)的基本參量。(光波長(zhǎng))色飽和度是指彩色所呈現(xiàn)色彩的深淺程度（或濃度）。色調(diào)與色飽和度合稱為色度。人眼的視覺(jué)特性-彩色視覺(jué)何謂人眼的分辨力呢？人在觀看景物時(shí)人眼對(duì)景物細(xì)節(jié)的分辨能力。人眼對(duì)被觀察物體上剛能分辨的最緊鄰兩黑點(diǎn)或兩白點(diǎn)的視角的倒數(shù)稱為人眼的分辨力或視覺(jué)銳度。人眼的視覺(jué)特性-人眼分辨力θdL彩色顯象管熒光屏為20英寸（51cm），幅型比為4/3。熒光點(diǎn)呈三角形排列，熒光點(diǎn)直徑d0為0.4mm。若把兩個(gè)熒光點(diǎn)外圓之間的距離d作為最小分辨距離，并在距離熒光屏2m的地方看電視。試計(jì)算在熒光屏上最少要有多少個(gè)熒光點(diǎn)才能實(shí)現(xiàn)空間混色？（取θ=1’）思考題實(shí)

4、驗(yàn)表明，人眼對(duì)彩色細(xì)節(jié)的分辨力要低于對(duì)黑白細(xì)節(jié)的分辨力。由于人眼對(duì)彩色細(xì)節(jié)的分辨力低，所以在彩色電視系統(tǒng)傳送彩色圖像時(shí)，對(duì)于圖像的細(xì)節(jié)，可只傳黑白的亮度信號(hào)，而不傳彩色信息。這就是所謂的彩色電視大面積著色原理。利用這個(gè)原理可以節(jié)省傳輸?shù)念l帶。何謂圖像對(duì)比度呢？圖像中最大亮度Lmax與最小亮度Lmin的比值C稱為對(duì)比度。C=Lmax/Lmin例：實(shí)際傳送的景物亮度200-20000cd/m2，電視屏幕亮度2-200cd/m2兩者對(duì)比度都為100重現(xiàn)景物的亮度范圍無(wú)需與實(shí)際景物的相等，只需保持二者的對(duì)比度相同。人眼的視覺(jué)特性-視在對(duì)比度何謂亮度感覺(jué)呢？視亮度——在一定背景亮度環(huán)境下人的主觀亮度

5、感覺(jué)。費(fèi)涅爾系數(shù)（相對(duì)對(duì)比度靈敏度閾）ξ=ΔBmin/B(隨著環(huán)境的不同，在0.005-0.02范圍內(nèi)變化)ΔBmin稱為可見(jiàn)度閾值。人眼的亮度感覺(jué)特性人眼的視覺(jué)特性-視在對(duì)比度感覺(jué)的亮度區(qū)域不是簡(jiǎn)單取決于亮度相同亮度的方塊在不同背景下，感覺(jué)亮度不同；位于中心位置的方塊亮度相同，當(dāng)背景變亮?xí)r，方塊的亮度變暗。一張白紙放在桌子上看上去很白，但用白紙遮蔽眼睛直視明亮的天空時(shí)，紙看起來(lái)總是黑的。人眼的視覺(jué)特性-視錯(cuò)覺(jué)這兩個(gè)圖形在視網(wǎng)膜上是固定不動(dòng)的，但你對(duì)它的感覺(jué)卻是在兩種可能圖形中動(dòng)搖。同時(shí)感覺(jué)到兩種有意義的圖形是很困難的！人眼的視覺(jué)特性-視錯(cuò)覺(jué)人眼的視覺(jué)特性-視錯(cuò)覺(jué)何謂視覺(jué)惰性呢？視覺(jué)惰性是

6、人眼的重要特性之一，它描述了主觀亮度與光作用時(shí)間的關(guān)系。人眼亮度感覺(jué)變化滯后于實(shí)際亮度變化，以及光線消失后的視覺(jué)殘留現(xiàn)象（稱為視覺(jué)暫留或視覺(jué)殘留），總稱為視覺(jué)惰性。人眼的視覺(jué)特性-視覺(jué)惰性當(dāng)有光脈沖刺激人眼時(shí)，視覺(jué)的建立和消失都需要一定的過(guò)程，光源消失以后，景物影像會(huì)在視覺(jué)中保留一段時(shí)間。視覺(jué)暫留時(shí)間在0.05~0.2秒人眼的視覺(jué)特性-視覺(jué)惰性何謂臨界閃爍頻率呢？當(dāng)人眼受周期性的光脈沖照射時(shí)，如果光脈沖頻率不高，則會(huì)產(chǎn)生一明一暗的閃爍感覺(jué)。如果將光脈沖頻率提高到某一定值以上，由于視覺(jué)惰性，眼睛便感覺(jué)不到閃爍，感到是一種均勻的連續(xù)的光刺激。剛好不引起閃爍感覺(jué)的最低頻率，稱為臨界閃爍頻率，它主

7、要與光脈沖的亮度有關(guān)。人眼的視覺(jué)特性-視覺(jué)惰性圖像的采樣和量化圖像數(shù)字化：指將模擬圖像經(jīng)過(guò)離散化之后，得到用數(shù)字表示的圖像。模擬圖像數(shù)字圖像離散化數(shù)字圖像：用矩陣來(lái)描述的。圖像數(shù)字化數(shù)字圖像是模擬連續(xù)圖像f(x,y)通過(guò)取樣、量化、編碼獲得的。圖像取樣：圖像空間離散化圖像量化：圖像幅度離散化（又稱為灰度級(jí)量化）編碼：用有限比特去表示量化后的數(shù)值圖像取樣和量化圖像取樣和量化與采樣相關(guān)的概念(分辨率)分辨率傳感器攝像的精確度