多媒体通信技术 第4章.ppt

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1、第4章图像技术基础4.1视觉特性4.2图像质量评价4.3图像信号数字化4.4数字图像处理14.1视觉特性视觉灵敏度人眼对不同波长的光所呈现的视觉感知是不同的，而且因人而异。为了了解人眼的视觉特性，因此国际照明委员会（CIE）特推荐标准视度曲线（人眼视觉光谱灵敏度曲线）2从图中可以看出，随着波长的不同，不仅颜色不同，而且亮度感觉也不同。因此，只有采用不同的照明功率才能使人眼对不同波长的光产生相同的亮度感觉；反之，当射入人眼的光具有相同的辐射功率时，人眼对不同波长的光的亮度感觉是不同的。3光度测量参数当描述光源的照明效果时，由于无法直接用辐射光功率来描述，因此实际中是

2、使用两套参数来分别描述辐射光和照明光。前者与人眼的视觉特性无关，而后者则考虑了人眼的视觉特性。辐射功率和辐射强度辐射功率和辐射强度与人眼的视觉特性无关，辐射功率指单位时间内辐射出的总能量，与辐射的功率频谱分布有关。辐射强度是指点辐射源沿单位立体角所辐射的功率，单位瓦立体角弧度。发光强度、亮度和照度发光强度、亮度和照度是考虑到人眼视觉特性后的结果。4光通量是指单位时间内发出的光能量，单位：流明，lm。光通量与面积无关。发光强度是单位立体角内辐射出的光通量，单位：坎德拉，cd。光通量与发光强度亮度与照度亮度是指发光面在某一给定方向上的发光强度与该发光面积在此方向上

3、的投影之比，单位：尼特，nit。亮度是表征发光面的发光能力的物理量，具有方向性。照度是指单位面积上所接收到的光功率，单位：勒克司，lx。照度是用来描述被照表面所接受的入射光的强弱，照度是针对入射光的量度，而亮度是针对射出光的量度。5彩色视觉和立体视觉彩色的概念在自然界中，当阳光照射到不同的景物上时，所呈现的色彩不同，这是因为不同的景物在太阳光的照射下，反射（或透射）了可见光谱中的不同成分而吸收了其余部分，从而引起人眼的不同彩色视觉。彩色与物体相关联的，但不只是物体本身属性，也不只是光本身的属性，所以同一物体在不同光源照射下所呈现的彩色效果不同。白光照蓝纸，反射蓝光

4、，蓝色的纸。绿光照蓝纸，不反射，黑纸。6彩色视觉从视觉的角度描述彩色的过程中会用到亮度、色度和饱和度三个术语。亮度表示光的强弱；色度是指彩色的类别，如黄色、绿色、蓝色等；饱和度则代表颜色的深浅程度，如浅紫色、粉红色。色调与饱和度又合称为色度，可见它既表示彩色光的颜色类别，又表示颜色的深浅程度。自然界中的任何一种颜色都能由这三种单色光混合而成，因而人们称红、绿、蓝为三基色。7经过大量的验证测试，人们认识到视网膜上有三种类型的锥状细胞，它们各自的光谱灵敏度曲线为：8立体视觉立体视觉一般分为双眼视觉和单眼视觉。双眼视觉是指双眼同时观看一个空间景物时所形成的立体视觉。人的

5、双眼之间存在一定的距离，58~72mm之间，同一物体在左右两眼的视网膜上的成像存在差异，因此形成了高深宽的立体效果。单眼视觉是指单眼观看景物时所产生的立体感觉。单眼看物体时，通过睫状肌的调节作用，使远近不同的景物在视网膜上呈现清晰的像，调节量的大小产生不同的深度感觉。9人眼的分辨力与空间频率如果在人眼正前方有两个彼此靠近的黑点，当他们的距离缩小到一定程度时，人眼是无法分辨出他们的，会认为是两个连在一起的黑点，可见人眼分辨景物细节的能力是有限的。人眼的分辨力究竟有多高，用何种方法对其进行描述，一直是人们非常关注的问题。经过长期的研究发现，将人眼等效为一个空间频率滤波

6、器，这样在考虑到分辨力与照度、对比度和噪音等方面影响的同时，便可以利用滤波器的频率特性来表示人眼的分辨力。可见空间频率的概念在图像技术中具有很重要的地位。10空间频率时间频率是用单位时间内某物理量（如电压、电流）周期性变化的次数来定义的，单位为周/秒，其自变量为时间。空间频率则是某物理量（如亮度、发光强度）在单位空间距离内周期性变化的次数，单位为周/米。人眼的空间频率响应实验研究发现，人眼对不同空间细节的分辨力是变化的，可用视觉空间频率响应曲线表示。110.10.31310301.00.3空间频率(线/mm)MTF彩色亮度12从图中可以看出，人眼对彩色细节的分辨能

7、力远比对亮度细节的分辨能力低。例如原有黑白相同的条纹，当它们距人眼一定距离时，仍能分辨出其黑白间的差别，但如果仍保持其条纹间的距离，只是将黑白条纹换成彩色条纹，此时便无法做出分辨。据资料显示，人眼分辨景物彩色细节的能力很差。因此彩色电视系统在传输彩色图像时，细节部分可以不传送彩色信息，而只传送黑白信息，以此来节约传输频带资源。13人眼对不同波长的光有不同的色调感觉。将人眼分辨出色调差别的最小波长变化值称为色调分辨阈，它是随着波长的变化而变化的。14人眼的对比度特性图像的对比度与灰度对比度是指景物或重现图像的最大亮度Lmax与最小亮度Lmin之比，用符号C表示，即而

8、画面的最大