數(shù)字圖像處理第2章(已修改)
2025-08-28 02:29 本頁面
【正文】 數(shù)字圖像處理 第二章 數(shù)字圖像處理基礎(chǔ) 視覺感知要素 圖像感知和獲取 圖像取樣和量化 數(shù)字圖像的類型 數(shù)字圖像文件格式簡(jiǎn)介 象素間的一些基本關(guān)系 線性和非線性操作 視覺感知要素 眼睛的構(gòu)造 : (人眼包含有三層膜 ) 眼角膜與鞏膜外殼 脈絡(luò)膜 (前面睫狀體 虹膜 晶狀體 ) 視網(wǎng)膜 (視網(wǎng)膜表面的分離光 接收器提供圖案視覺 , 分為錐狀體 、 桿狀體 ) 錐狀體 :位于視網(wǎng)膜中間 ,對(duì)顏色 靈敏度高 ,分辨圖像細(xì)節(jié) . 白晝視覺 桿狀體 :分布在視網(wǎng)膜表面 ,無彩 色感覺 ,在低照明度下對(duì) 圖像較敏感 ， 用來給出 視野內(nèi)一般的總體圖像 . 夜視覺 視覺感知要素 視網(wǎng)膜上錐狀體和桿狀體的分布 晶狀體成像 晶狀體成像與普通光學(xué)透鏡原理類似 ,但晶狀體可以根據(jù)需要調(diào)整曲率半徑 ,分別對(duì)遠(yuǎn)處和近處的物體聚焦 . 視覺感知要素 人眼對(duì)不同亮度的適應(yīng) 亮度適應(yīng)范圍 : 1010量級(jí) 106mL 到 104mL 實(shí)驗(yàn)表明 ,主觀亮度是進(jìn)入 眼睛亮度的對(duì)數(shù)函數(shù) 亮度適應(yīng)現(xiàn)象 : 人眼并不能同時(shí)在整個(gè)范圍內(nèi) 工作 ,而是利用改變整個(gè)靈敏 度來完成這一大變動(dòng)的 . 亮度適應(yīng)級(jí)：視覺系統(tǒng)當(dāng)前 的靈敏度級(jí)別 視覺感知要素 人眼辨別光強(qiáng)度變化的能力 韋伯比 可辨別增量的 50% 典型實(shí)驗(yàn) 圖 用于描述亮度辨別特性的基本實(shí)驗(yàn) 圖 作為強(qiáng)度函數(shù)的典型韋伯比 當(dāng)背景光保持恒定時(shí) ,改變其他光源亮度 ,從不能察覺到總可以察覺之間變化 ,一般觀察者可以辨別 12到 24級(jí)不同強(qiáng)度的變化 . IIC /? CI? 視覺感知要素 人眼感覺亮度并不是簡(jiǎn)單的強(qiáng)度函數(shù) 例 1: 馬赫帶 （ 毛邊帶 ） 視覺感知要素 例 2: 背景變亮 ,相同強(qiáng)度的方塊變暗 視覺感知要素 視覺錯(cuò)覺 視覺感知要素 電磁波譜可以用波長(zhǎng) ( )、 頻率 ( )或能量來描述 c 光速 h 普朗克常量 ? ?hvE? 光和電磁波譜 光和電磁波譜 電磁波是能量的一種 ， 任何有能量的物體 ， 都會(huì)釋放電磁波 。 人從物體感受的顏色由物體反射光的性質(zhì)決定 若所有反射的可見光波長(zhǎng)均衡 ， 則物體顯示白色 有顏色的物體是因?yàn)槲樟似渌ㄩL(zhǎng)的大部分能量 ， 從而反射某段波長(zhǎng)范圍的光 。 沒有顏色的光叫單色光 ， 灰度級(jí)通常用來描述單色光的強(qiáng)度 ， 其范圍從黑到灰 ， 最后到白 。 在原理上 ， 如果可以開發(fā)出一種傳感器 ， 能夠檢測(cè)由一種電磁波譜發(fā)射的能量 ， 就可以在那一段波長(zhǎng)上對(duì)感興趣的物體成像 。 光和電磁波譜 灰度和色彩 彩色模型 : RGB 加色法 CMY,CMYK 減色法 HSB (色澤 ,飽和度 ,明亮度 ) 光和電磁波譜 圖像感知和獲取 我們感興趣的各類圖像都是由 “ 照射 ” 源和形成圖像的 “ 場(chǎng)景 ” 元素對(duì)光能的反射或吸收相結(jié)合而產(chǎn)生的 。 圖像感知和獲取 把照射量變?yōu)閿?shù)字圖像 的傳感器裝置 圖像感知和獲取 用單個(gè)傳感器獲取圖像 通過 xy方向二維掃描，形成二維圖像。 圖像感知和獲取 用帶狀傳感器獲取圖像 只需一維掃描，就能形成二維圖像。 圖像感知和獲取 用傳感器陣列獲取圖像 不需要掃描，就能形成二維圖像。 取決于成像物體的特性是反射系數(shù)分布照射源特性是入射場(chǎng)分布，取決于是圖像幅度分布其中：,),(),(),(),(),(),(yxryxiyxfyxryxiyxf ??圖像形成模型 圖像感知和獲取 圖像感知和獲取 圖像形成模型 在特定坐標(biāo) (x,y)處 ， 通過傳感器轉(zhuǎn)換獲得的 f值為一正的標(biāo)量 。 函數(shù) f(x,y)由 (1)入射到觀察場(chǎng)景的光源總量 (2)場(chǎng)景中物體反射光的總量組成 。
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