数字图像处理与分析-第2章-图像处理基础课件.ppt

《数字图像处理与分析-第2章-图像处理基础课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、数字图像处理技术第二章图像处理基础仪器科学与光电工程学院2011.6第二章图像处理基础2.1电磁波谱与可见光谱2.2人眼的亮度视觉特性2.3图像的表示2.4空间分辨率和灰度级分辨率2.5像素间的关系2.6图像的代数运算2.7灰度直方图2.8图像的显示2.9图像文件格式2.1电磁波谱与可见光谱1、电磁辐射波◆在实际的图像处理应用中，最主要的图像来源于电磁辐射成像。◆电磁辐射波包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。◆电磁辐射波的波谱范围很广，波长最长的是无线电波为3×102m，其波长是可见光波长的几十亿倍；波长最

2、短的是γ射线，波长为3×10-17m，其波长比可见光小几百万倍。2.1电磁波谱与可见光谱图2.1电磁辐射波普0.001nm1nm10nm电波可见光γ射线x射线紫外线红外线微波视频、无线电波紫蓝绿黄橙红近红外短波红外中红外热红外远红外400nm500nm600nm700nm1300nm3μm8μm14μm1mm毫米波厘米波分米波超短波短波中波长波超长波1mm10mm1cm1m10m100m0.1km10km100km2.1电磁波谱与可见光谱2、太阳的电磁辐射波◆太阳的电磁辐射波恰好主要占据整个可见光谱范围。◆可见光随波长的不同依次呈

3、现出紫、蓝、绿、黄、橙(橘红)、红六种颜色，白光是由不同颜色的可见光线混合而成的。可见光谱2.1电磁波谱与可见光谱2.1电磁波谱与可见光谱2、太阳的电磁辐射波◆人从一个物体感受到的颜色是由物体反射的可见光的特性决定的，若一个物体反射的光在所有可见光波长范围内是平衡的，则对观察者来说显示的是白色；若一个物体只反射可见光谱中有限范围的光，则物体就呈现某种颜色。2.1电磁波谱与可见光谱3、相关概念◆仅有单一波长成份的光称为单色光，含有两种以上波长成份的光称为复合光，单色光和复合光都是有色彩的光。◆没有色彩的光称为消色光。消色光就是观察者

4、看到的黑白电视的光，所以消色指白色、黑色和各种深浅程度不同的灰色。◆消色光的属性仅有亮度或强度，通常用灰度级描述这种光的强度。2.1电磁波谱与可见光谱4、电磁辐射波的成像方法及其应用领域不同的电磁辐射波有各自的成像方式，其应用领域也不进相同。2.2人眼的亮度视觉特性1、视觉适应性◆大量实验表明，主观亮度(人的视觉系统感觉到的亮度)与进入人眼的光的强度成对数关系。对图像进行对数运算处理后,比较适应人的视觉特性。◆人眼对从亮突变到暗环境的适应能力称为暗适应性。◆人眼对亮度变化跟踪滞后的性质称为视觉惰性（或短暂的记忆特性）。2.2人眼的

5、亮度视觉特性2、同时对比效应指人眼对某个区域的亮度感觉并不仅仅取决于该区域的强度，而是与该区域的背景亮度或周围的亮度有关的特性。图2.2同时对比效应示例2.2人眼的亮度视觉特性3、马赫带效应(主观对比效应)图2.3马赫带效应示例感觉亮度实际亮度2.2人眼的亮度视觉特性4、视觉错觉指人眼填充了不存在的信息或者错误地感知物体的几何特点的特性。图2.4视觉错觉示例（d）（e）（f）（a）（b）（c）2.2人眼的亮度视觉特性2.3图像的表示2.3.1简单的图像成像模型一幅图像可定义成一个二维函数f(x,y)。由于幅值f实质上反映了图像源的

6、辐射能量，所以f(x,y)一定是非零且有限的，也即有：0

7、光图像(有些文献称其为单色光图像)，f(x,y)表示图像在坐标点(x,y)的灰度值l，且：l=f(x,y)(2.5)这种只有灰度属性没有彩色属性的图像称为灰度图像。2.3.1简单的图像成像模型由式(2.4)，显然有：Lmin≤l≤Lmxa(2.6)区间[Lmin，Lmax]称为灰度的取值范围。在实际中，一般取Lmin的值为0，Lmax=L-1。这样,灰度的取值范围就可表示成[0，L-1]。当一幅图像的x和y坐标及幅值f都为连续量时，称该图像为连续图像。为了把连续图像转换成计算机可以接受的数字形式，必须先对连续的图像进行空间和幅值的

8、离散化处理。◆图像采样：对图像的连续空间坐标x和y的离散化。◆图像灰度级量化：对图像函数的幅值f的离散化。2.3.2数字图像的表示1、均匀采样和量化均匀采样：对一幅二维连续图像f(x,y)的连续空间坐标x和y的均匀采样，实质上就是把二维图像平面在x