第二讲数字图像处理基础ppt课件.ppt

《第二讲数字图像处理基础ppt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、数字图像处理第二讲：数字图像处理基础空天院孙彬1、“图”与“像”的定义：“图”是物体透射或反射光的分布；“像”是人的视觉系统对图的接收在大脑中形成的印象或认识。2、模拟图像的表示（物理图像）1.模拟图像与数字图像对应的概念叫模拟图像。模拟图像中的图像信号是以连续的形式存在于图像介质中。图像与数字图像基本组成结构数字图像处理系统由图像数字化设备、图像处理计算机和图像输出设备组成。图像获取3.图像处理的基本步骤：图像复原图像增强预处理彩色图像处理图像压缩输出图像图像分析形态学处理图像识别输出属性2.1人眼成像过程2.2简单的图像

2、形成模型2.3图像的数字化2.4数字图像的基本类型2.5数字图像的基本文件格式第2讲数字图像处理基础第2章视觉人眼是人类视觉感知最重要的器官，它是一个平均半径为20mm的球状物，基本结构如下图图2.1眼睛的基本构造2.1人眼成像过程人眼是一个平均半径为20mm的球状器官。它由三层薄膜包围。最外层是坚硬的蛋白质膜，其中，位于前方的大约1／6部分为有弹性的透明组织，称为角膜，光线从这里进入眼内。其余5／6为白色不透明组织，称为巩膜，作用是巩固和保护整个眼球。中间一层由虹膜和脉络膜组成。虹膜的中间有一个圆孔，称为瞳孔。它的大小可以

3、由连接虹膜的环状肌肉组织来调节，以控制进入眼睛内部的光通量大小，其作用和照相机中的光圈一样。最内一层为视网膜，它的表面分布有大量光敏细胞。除了三层薄膜，在瞳孔后面还有一个扁球形的透明水晶体。水晶体的作用如同可变焦距的一个透镜，它的曲率可以由睫状肌的收缩进行调节，从而使景象始终能刚好地聚焦于黄斑区。眼睛的晶状体和普通光学透镜之间的主要差别在于前者的适应性强。用眼睛看建筑物侧面的图解，C点是晶状体的光心人眼视觉最内层的视网膜表面分布着大量的光敏感细胞(photoreceptorcells)，按照形状可以分为杆状细胞(rod)：单

4、色夜视锥状细胞(cone)：彩色视觉红(red)绿(green)蓝(blue)600万-700万个锥状细胞，并集中分布在视轴和视网膜相交点附近的黄斑区内。锥状细胞的体积小且每个锥状细胞都连接一个神经末梢，因此，黄斑区对光有较高的分辨力，能充分识别图像的细节。锥状细胞既可以分辨光的强弱，也可以辨别色彩，光线充足时的视觉过程主要靠锥状细胞来完成，所以锥状视觉又称白昼视觉。7600万-15000万个杆状细胞。体积大、数目多。由于它广泛分布在整个视网膜表面上，并且若干个杆状细胞同时连接在一根神经上，因此，这条神经只能感受多个杆状细胞

5、的平均光刺激，使得在这些区域的视觉分辨力显著下降，因此无法辨别图像中的细微差别，而只能感知视野中景物的总的形象。杆状细胞不能感觉彩色，但它对低照明度的景物往往比较敏感。夜晚的视觉过程主要由杆状细胞完成。人眼的亮度视觉特性1、视觉适应性◆明暗适应◆我们熟悉的视觉体验明暗适应从明亮的阳光下进入黑暗的室内、或者突然将灯关掉，会感到漆黑一片。但是过了一段时间，又感觉视觉渐渐恢复。人眼这种适应暗环境的能力称为暗适应性。相反的情况也需要适应。当突然开灯或者从黑屋子走出来时，也会有短暂的炫目现象，过一会后重新恢复视力，这种能力称为明适应。

6、产生的原因暗适应：瞳孔为了让更多的光线进入眼睛，需要放大，这个放大的过程需要一定的时间；更重要的原因是，因为完成视觉过程的视觉细胞发生了变化，此时将由杆状细胞代替锥状细胞工作。由于杆状细胞在黑暗中的灵敏度是锥状细胞的10000倍。明适应性过程要快的多，通常是需要几秒钟，这是因为锥状细胞恢复工作所需的时间比杆状细胞少得多。人眼的亮度视觉特性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。图同时对比效应示例马赫带效应马赫带（Machband）1868年奥地利物

7、理学家E.马赫发现的一种明度对比现象。它是一种主观的边缘对比效应。指人们在明暗变化的边界，常常在亮区看到一条更亮的光带，而在暗区看到一条更暗的线条。这就是马赫带现象，马赫带不是由于刺激能量的分布，而是由于神经网络对视觉信息进行加工的结果。人眼的亮度视觉特性3、马赫带效应图2.3马赫带效应示例感觉亮度实际亮度图中所示的图像为竖条灰度阶梯图像，每一个竖条内的光强都是均匀的，相邻竖条间的强度差也是常数。每一个阶梯的亮度为阶跃变化的。但是看上去，每一个亮度均匀的竖条与比它更亮的竖条相接处的亮度暗，而与比它暗的竖条邻接处的亮度亮，像有

8、毛边似的。后来，研究视觉神经系统的科学家发现，马赫带是视觉系统的侧抑制作用引起的。当一个视觉感受器受到刺激的时候，由此产生的神经冲动将对邻近部位细胞输入的信号产生抑制性影响。在明暗交界的地方，亮区一侧的抑制作用大于暗区的抑制作用，从而产生暗区更暗，亮区更亮的马赫带现象。人眼的亮度视觉特性4