数字图像处理基础复习进程.ppt

《数字图像处理基础复习进程.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、数字图象处理计算机与通信工程系主讲:郭东明第二章数字图像处理基础2.1光谱与人眼特性2.2图像数字化技术2.3数字图像类型2.4图像文件格式2.5色度学基础与颜色模型2.1光谱与人眼特性图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光谱与人眼特性太

2、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光谱与人眼特性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）。2.1光谱与人眼特性2、同时对比效应是指人眼对某个区域的亮度感觉并不仅仅取决于该区

3、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2.1光谱与人眼特性3、马赫带效应图2.3马赫带效应示例感觉亮度实际亮度2.1光谱与人眼特性4、视觉错觉是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。2.1光谱与人眼特性图2.4视觉错觉示例（d）（e）（f）（a）（b）（c）2.2图像数字化技术图像处理的方法有模拟式和数字式两种。由于数字计算技术的迅猛发展，数字图像处理技术得到了广泛的应用。我们日常生活中见到的图像一般是连续形式的模拟图像，所以数字图像处理的一个先决条件就是将连续图像离散

4、化，转换为数字图像。图像的数字化包括采样和量化两个过程。设连续图像f(x,y)经数字化后，可以用一个离散量组成的矩阵g(i,j)（即二维数组）来表示。（2-1）矩阵中的每一个元素称为像元、像素或图像元素。而g(i,j)代表(i,j)点的灰度值，即亮度值。以上数字化有以下几点说明：（1）由于g(i,j)代表该点图像的光强度，而光是能量的一种形式，故g(i,j)必须大于零，且为有限值，即：0＜g(i,j)＜∞。（2）数字化采样一般是按正方形点阵取样的，除此之外还有三角形点阵、正六角形点阵取样。如图2-5所示。（3）以上是用g(

5、i,j)的数值来表示(i,j)位置点上灰度级值的大小，即只反映了黑白灰度的关系，如果是一幅彩色图像，各点的数值还应当反映色彩的变化，可用g(i,j,λ)表示，其中λ是波长。如果图像是运动的，还应是时间t的函数，即可表示为g(i,j,λ,t)。图2-5采样网格(a)正方形网格;(b)正六角形网格2.2.1采样图像在空间上的离散化称为采样。也就是用空间上部分点的灰度值代表图像，这些点称为采样点。由于图像是一种二维分布的信息，为了对它进行采样操作，需要先将二维信号变为一维信号，再对一维信号完成采样。具体做法是，先沿垂直方向按一定间隔从上

6、到下顺序地沿水平方向直线扫描，取出各水平线上灰度值的一维扫描。而后再对一维扫描线信号按一定间隔采样得到离散信号，即先沿垂直方向采样，再沿水平方向采样这两个步骤完成采样操作。对于运动图像（即时间域上的连续图像），需先在时间轴上采样，再沿垂直方向采样，最后沿水平方向采样由这三个步骤完成。对一幅图像采样时，若每行（即横向）像素为M个，每列（即纵向）像素为N个，则图像大小为M×N个像素。在进行采样时，采样点间隔的选取是一个非常重要的问题，它决定了采样后图像的质量，即忠实于原图像的程度。采样间隔的大小选取要依据原图像中包含的细微浓淡变化

7、来决定。一般，图像中细节越多，采样间隔应越小。根据一维采样定理，若一维信号g(t)的最大频率为ω，以T≤1/2ω为间隔进行采样，则能够根据采样结果g(iT)(i=…,-1,0,1，…)完全恢复g(t)，即式中图2-6采样示意图2.2.2量化模拟图像经过采样后，在时间和空间上离散化为像素。但采样所得的像素值（即灰度值）仍是连续量。把采样后所得的各像素的灰度值从模拟量到离散量的转换称为图像灰度的量化。图2-7（a）说明了量化过程。若连续灰度值用z来表示，对于满足zi≤z≤zi+1的z值，都量化为整数qi。qi称为像素的灰度值，z与qi

8、的差称为量化误差。一般，像素值量化后用一个字节8bit来表示。如图2-7（b）所示，把由黑—灰—白的连续变化的灰度值，量化为0～255共256级灰度值，灰度值的范围为0～255，表示亮度从深到浅，对应图像中的颜色为从黑到白。图2-3量