圖像處理與理解(第二章)

1、“眼見為實(shí)眼見為實(shí)”嗎？嗎？視覺特性視覺特性馬赫帶效應(yīng)馬赫帶效應(yīng)雖然條帶強(qiáng)度恒定，但感覺每個(gè)條帶不是均勻分布，感雖然條帶強(qiáng)度恒定，但感覺每個(gè)條帶不是均勻分布，感覺每個(gè)條帶右邊比左邊亮，看到了一幅帶有覺每個(gè)條帶右邊比左邊亮，看到了一幅帶有毛邊毛邊（特別（特別是靠近邊界處）的亮度圖形。是靠近邊界處）的亮度圖形。馬赫帶不是由于刺激能量的分布，而是由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對視覺信息進(jìn)行加工的結(jié)果。 這種在圖形輪廓部分發(fā)生的主觀明度對比加強(qiáng)的現(xiàn)象，稱為邊緣對比效應(yīng)。邊緣對比效應(yīng)總是發(fā)生在亮度變化最大的邊界區(qū)域。 同時(shí)對比度效應(yīng)第二章第二章 圖像信息基本知識圖像信息基本知識一、一、 人眼視覺特性人眼視覺特性 引起視覺

2、的外周感受器官是引起視覺的外周感受器官是眼眼，它由含有，它由含有感光細(xì)胞的視網(wǎng)膜和作為附屬結(jié)構(gòu)的折光系統(tǒng)感光細(xì)胞的視網(wǎng)膜和作為附屬結(jié)構(gòu)的折光系統(tǒng)等部分組成。人眼的適宜刺激是波長等部分組成。人眼的適宜刺激是波長370-370-740nm740nm的電磁波；在這個(gè)可見光譜的范圍內(nèi)，的電磁波；在這個(gè)可見光譜的范圍內(nèi)，人腦通過接受來自視網(wǎng)膜的傳入信息，可以分人腦通過接受來自視網(wǎng)膜的傳入信息，可以分辨出視網(wǎng)膜像的辨出視網(wǎng)膜像的不同亮度和色澤不同亮度和色澤，因而可以看，因而可以看清視野內(nèi)發(fā)光物體上反光物質(zhì)的輪廓、形狀、清視野內(nèi)發(fā)光物體上反光物質(zhì)的輪廓、形狀、顏色、大小、遠(yuǎn)近和表面細(xì)節(jié)等情況。顏色、大小、遠(yuǎn)

3、近和表面細(xì)節(jié)等情況。1 1 人眼構(gòu)造簡介人眼構(gòu)造簡介人眼的基本結(jié)構(gòu)如下圖所示。人眼的基本結(jié)構(gòu)如下圖所示。 人眼的結(jié)構(gòu)和照相機(jī)相似：人眼的結(jié)構(gòu)和照相機(jī)相似：瞳孔瞳孔的直徑可的直徑可在在2-82-8毫米間調(diào)節(jié)毫米間調(diào)節(jié)-光圈光圈；扁球形彈性；扁球形彈性透明體透明體（晶狀體）（晶狀體）-透鏡透鏡；使不同距離的景物在視網(wǎng)；使不同距離的景物在視網(wǎng)膜上成像，膜上成像，視細(xì)胞視細(xì)胞受到光的刺激產(chǎn)生電脈沖，受到光的刺激產(chǎn)生電脈沖，電脈沖沿著電脈沖沿著神經(jīng)纖維神經(jīng)纖維傳遞到傳遞到視神經(jīng)中樞視神經(jīng)中樞，由于，由于各細(xì)胞產(chǎn)生的電脈沖不同，各細(xì)胞產(chǎn)生的電脈沖不同，大腦大腦就形成了景象就形成了景象的的感覺感覺。 當(dāng)用光

4、學(xué)原理分析眼的折光特性時(shí)，首先當(dāng)用光學(xué)原理分析眼的折光特性時(shí)，首先遇到的一個(gè)困難是，眼球并非一個(gè)薄透鏡或單遇到的一個(gè)困難是，眼球并非一個(gè)薄透鏡或單球面折光體，而是球面折光體，而是由一系列曲率半徑和折光指由一系列曲率半徑和折光指數(shù)都不相同的折光體所組成的折光系統(tǒng)數(shù)都不相同的折光體所組成的折光系統(tǒng)。 研究表明，正常成人眼處于安靜而不進(jìn)行研究表明，正常成人眼處于安靜而不進(jìn)行調(diào)節(jié)的狀態(tài)時(shí)，它的折光系統(tǒng)的后主焦點(diǎn)的位調(diào)節(jié)的狀態(tài)時(shí)，它的折光系統(tǒng)的后主焦點(diǎn)的位置，正好是其視網(wǎng)膜所在的位置。置，正好是其視網(wǎng)膜所在的位置。 這一解剖關(guān)系對于理解正常眼的折光成這一解剖關(guān)系對于理解正常眼的折光成像能力十分重要。它說

5、明，凡是位于眼前方像能力十分重要。它說明，凡是位于眼前方6m6m以外直至無限遠(yuǎn)處以外直至無限遠(yuǎn)處的物體，由于由它們發(fā)的物體，由于由它們發(fā)出或反射出的光線在到達(dá)眼的折光系統(tǒng)時(shí)已出或反射出的光線在到達(dá)眼的折光系統(tǒng)時(shí)已近于近于平行平行，因而都可以在視網(wǎng)膜上形成基本，因而都可以在視網(wǎng)膜上形成基本清晰清晰的像，這正如放置于照相機(jī)主焦點(diǎn)處的的像，這正如放置于照相機(jī)主焦點(diǎn)處的底片，可以拍出清晰的遠(yuǎn)景一樣。底片，可以拍出清晰的遠(yuǎn)景一樣。 當(dāng)然，人眼不是無條件的看清任何遠(yuǎn)處當(dāng)然，人眼不是無條件的看清任何遠(yuǎn)處的特體，例如，人眼可以看清楚月亮（或其的特體，例如，人眼可以看清楚月亮（或其他更遠(yuǎn)的星體）和它表面較大的陰

6、影，但不他更遠(yuǎn)的星體）和它表面較大的陰影，但不能看清楚月球表面更小的物體或特征。能看清楚月球表面更小的物體或特征。為什么？為什么？造成后一限制的原因有二：造成后一限制的原因有二：一是，如果來自某物體的一是，如果來自某物體的光線過弱光線過弱，或它們在，或它們在空間傳播時(shí)被散射或吸收，那么它們到達(dá)視網(wǎng)空間傳播時(shí)被散射或吸收，那么它們到達(dá)視網(wǎng)膜時(shí)已減弱到膜時(shí)已減弱到不足以興奮感光細(xì)胞不足以興奮感光細(xì)胞的程度，這的程度，這樣就不可能被感知；樣就不可能被感知；二是，如果物體過小或它們離眼的二是，如果物體過小或它們離眼的距離過大距離過大，則它們在視網(wǎng)膜上形成的大小，將會則它們在視網(wǎng)膜上形成的大小，將會小到

7、視網(wǎng)小到視網(wǎng)膜分辨能力的限度以下膜分辨能力的限度以下，因而也不能感知。，因而也不能感知。 如果安靜狀態(tài)的眼的折光能力正好把如果安靜狀態(tài)的眼的折光能力正好把6m6m以外的物體成像在視網(wǎng)膜上，那么來自以外的物體成像在視網(wǎng)膜上，那么來自較較6m6m為近為近的物體的光線將是不同程度呈輻的物體的光線將是不同程度呈輻射狀的，它們在折射后的成像位置將在射狀的，它們在折射后的成像位置將在主主焦點(diǎn)焦點(diǎn)，亦即視網(wǎng)膜的，亦即視網(wǎng)膜的位置之后位置之后；由于光線；由于光線到達(dá)視網(wǎng)膜時(shí)到達(dá)視網(wǎng)膜時(shí)尚未聚焦尚未聚焦，因而，因而物像是模糊物像是模糊的，由此也只能引起一個(gè)模糊的視覺形象。的，由此也只能引起一個(gè)模糊的視覺形象。

8、但正常眼在看近物時(shí)為什么也十分清但正常眼在看近物時(shí)為什么也十分清楚？楚？ 這是由于眼在看近物時(shí)已進(jìn)行了調(diào)節(jié)，這是由于眼在看近物時(shí)已進(jìn)行了調(diào)節(jié)，使進(jìn)入眼內(nèi)的光線經(jīng)歷較強(qiáng)的折射，結(jié)果也使進(jìn)入眼內(nèi)的光線經(jīng)歷較強(qiáng)的折射，結(jié)果也能成像在視網(wǎng)膜上。人眼的調(diào)節(jié)亦即折光能能成像在視網(wǎng)膜上。人眼的調(diào)節(jié)亦即折光能力的改變，主要是靠晶狀體形狀的改變。力的改變，主要是靠晶狀體形狀的改變。眼調(diào)節(jié)前后睫狀體位置和晶狀體形狀的改變眼調(diào)節(jié)前后睫狀體位置和晶狀體形狀的改變 瞳孔和瞳孔對光反應(yīng)瞳孔和瞳孔對光反應(yīng) 瞳孔指虹膜中間的開孔，是光線進(jìn)入眼內(nèi)的瞳孔指虹膜中間的開孔，是光線進(jìn)入眼內(nèi)的門戶；它在亮光處縮小，在暗光處散大。門戶；

9、它在亮光處縮小，在暗光處散大。瞳孔大小隨光照強(qiáng)度而變化的反應(yīng)，是一種瞳孔大小隨光照強(qiáng)度而變化的反應(yīng)，是一種神經(jīng)反射，稱為神經(jīng)反射，稱為瞳孔對光反射瞳孔對光反射。引起此反射的感。引起此反射的感受器就是視網(wǎng)膜，傳入纖維在視神經(jīng)中，但這部受器就是視網(wǎng)膜，傳入纖維在視神經(jīng)中，但這部分纖維在進(jìn)入中樞后不到達(dá)外側(cè)膝狀體，而在在分纖維在進(jìn)入中樞后不到達(dá)外側(cè)膝狀體，而在在中腦的頂蓋前區(qū)換神經(jīng)元，然后到同側(cè)和對側(cè)的中腦的頂蓋前區(qū)換神經(jīng)元，然后到同側(cè)和對側(cè)的動(dòng)眼神經(jīng)核，傳出纖維主要是動(dòng)眼神經(jīng)中的副交動(dòng)眼神經(jīng)核，傳出纖維主要是動(dòng)眼神經(jīng)中的副交感纖維，效應(yīng)器也主要是瞳孔約肌。感纖維，效應(yīng)器也主要是瞳孔約肌。 有關(guān)有關(guān)

10、“視網(wǎng)膜的結(jié)構(gòu)和兩種感光換能系視網(wǎng)膜的結(jié)構(gòu)和兩種感光換能系統(tǒng)統(tǒng) ”、“視桿細(xì)胞的感光換能機(jī)制視桿細(xì)胞的感光換能機(jī)制 ”、“視視錐系統(tǒng)的換能和顏色視覺錐系統(tǒng)的換能和顏色視覺 ”、“視網(wǎng)膜的信視網(wǎng)膜的信息處理息處理 ”等不作介紹，感興趣的同學(xué)可查閱等不作介紹，感興趣的同學(xué)可查閱相關(guān)文獻(xiàn)相關(guān)文獻(xiàn)2 2 人眼視覺模型人眼視覺模型（1 1） 點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)和調(diào)制轉(zhuǎn)移函數(shù)點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)和調(diào)制轉(zhuǎn)移函數(shù)沖激函數(shù)經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)后的成像稱為沖激函數(shù)經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)后的成像稱為點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)（PSFPSF）或沖激響應(yīng)函數(shù)；）或沖激響應(yīng)函數(shù)；經(jīng)線性移不變系統(tǒng)后得到的圖像是原圖像經(jīng)線性移不變系統(tǒng)后得到的圖像是原圖像與點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)

11、的卷積；與點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)的卷積；稱為光學(xué)系統(tǒng)的稱為光學(xué)系統(tǒng)的調(diào)制轉(zhuǎn)移函數(shù)調(diào)制轉(zhuǎn)移函數(shù)（MTFMTF）；）；和可以表征一個(gè)線性移不變的光和可以表征一個(gè)線性移不變的光學(xué)系統(tǒng)學(xué)系統(tǒng)),;,(yxh),(yxg),(yxf),(yxh),(vuH),(yxh),(vuH（2 2） 人眼視覺模型人眼視覺模型人眼類似一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)。由于神經(jīng)系統(tǒng)人眼類似一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)。由于神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，它又不是普通意義上的光學(xué)系統(tǒng)。的調(diào)節(jié)，它又不是普通意義上的光學(xué)系統(tǒng)。建立視覺模型就是力圖用線性光學(xué)系統(tǒng)的概建立視覺模型就是力圖用線性光學(xué)系統(tǒng)的概念來解釋某些視覺特性，并可進(jìn)行一些定量念來解釋某些視覺特性，并可進(jìn)行一些定量的分析和預(yù)

12、測。的分析和預(yù)測。 與波長有關(guān)的感受體線性系統(tǒng)（低通）)(1H點(diǎn)非線性（對數(shù)）線性系統(tǒng)（帶通）)(2H線性系統(tǒng)（延時(shí)）)(3fH神經(jīng)信號1 1）作為一個(gè)光學(xué)器件，從空間頻率的角度來說，）作為一個(gè)光學(xué)器件，從空間頻率的角度來說，是一個(gè)低通型線性系統(tǒng)。表明：人眼的分辨力是是一個(gè)低通型線性系統(tǒng)。表明：人眼的分辨力是有限的。（瞳孔一定的幾何尺寸及視細(xì)胞有一定有限的。（瞳孔一定的幾何尺寸及視細(xì)胞有一定的大小。）的大小。）2 2）人眼對于亮度的響應(yīng)具有對數(shù)性質(zhì)。人眼正）人眼對于亮度的響應(yīng)具有對數(shù)性質(zhì)。人眼正是通過這一對數(shù)性質(zhì)來接受寬達(dá)倍的亮度范是通過這一對數(shù)性質(zhì)來接受寬達(dá)倍的亮度范圍。人所能覺察到的亮度增

13、量的度量是以圍。人所能覺察到的亮度增量的度量是以B B為底為底的對數(shù)增量形式，而不是線性增量：的對數(shù)增量形式，而不是線性增量：yyyLLBBlog)(log,218103 3）由于神經(jīng)系統(tǒng)的作用，從空間頻率的角度）由于神經(jīng)系統(tǒng)的作用，從空間頻率的角度來說，人眼又具有帶通型線性系統(tǒng)的特性，又來說，人眼又具有帶通型線性系統(tǒng)的特性，又稱為側(cè)抑制效應(yīng)。加權(quán)求和運(yùn)算將有帶通濾波稱為側(cè)抑制效應(yīng)。加權(quán)求和運(yùn)算將有帶通濾波器的效應(yīng)。器的效應(yīng)。4 4）從時(shí)間上說，人眼對亮度的響應(yīng)有一定的）從時(shí)間上說，人眼對亮度的響應(yīng)有一定的延時(shí)。這是由神經(jīng)系統(tǒng)時(shí)間響應(yīng)上的限制引起延時(shí)。這是由神經(jīng)系統(tǒng)時(shí)間響應(yīng)上的限制引起的。的。

14、 （3 3）人眼調(diào)制轉(zhuǎn)移函數(shù)和對數(shù)）人眼調(diào)制轉(zhuǎn)移函數(shù)和對數(shù)- -線性系統(tǒng)線性系統(tǒng) 圖像處理中大量是靜止圖像，因此上述模圖像處理中大量是靜止圖像，因此上述模型中的型中的1 1），），2 2），），3 3）三個(gè)子系統(tǒng)將起作用。）三個(gè)子系統(tǒng)將起作用。為了抵消人眼對亮度響應(yīng)的對數(shù)性質(zhì)，為了抵消人眼對亮度響應(yīng)的對數(shù)性質(zhì)，測試人眼視覺系統(tǒng)的實(shí)際亮度應(yīng)當(dāng)是指數(shù)性測試人眼視覺系統(tǒng)的實(shí)際亮度應(yīng)當(dāng)是指數(shù)性的，這樣人眼視覺系統(tǒng)可以的，這樣人眼視覺系統(tǒng)可以“線性化線性化”，直，直接可測出調(diào)制轉(zhuǎn)移函數(shù)。接可測出調(diào)制轉(zhuǎn)移函數(shù)。亮暗在空間上作正弦變化條紋圖像的物亮暗在空間上作正弦變化條紋圖像的物理對比度和感覺對比度之比隨空

15、間頻率變化理對比度和感覺對比度之比隨空間頻率變化而變化的曲線，稱為調(diào)制轉(zhuǎn)移函數(shù)（而變化的曲線，稱為調(diào)制轉(zhuǎn)移函數(shù)（MTFMTF）。）。 3 . 3 . 視覺系統(tǒng)對顏色的感知視覺系統(tǒng)對顏色的感知 可見光的波長范圍為可見光的波長范圍為380nm380nm780nm780nm，大多數(shù)，大多數(shù)自然光都是由不同波長的光組合而成。自然光都是由不同波長的光組合而成。 人的視網(wǎng)膜有對紅、綠、藍(lán)顏色敏感程度不人的視網(wǎng)膜有對紅、綠、藍(lán)顏色敏感程度不同的三種錐體細(xì)胞，另外還有一種在光功率極端同的三種錐體細(xì)胞，另外還有一種在光功率極端低的條件下才起作用的桿狀體細(xì)胞，因此顏色只低的條件下才起作用的桿狀體細(xì)胞，因此顏色只存

16、在于眼睛和大腦中。存在于眼睛和大腦中。顏色是視覺系統(tǒng)對可見光顏色是視覺系統(tǒng)對可見光的感知結(jié)果。的感知結(jié)果。 紅、綠和藍(lán)三種錐體細(xì)胞對不同頻率的光的紅、綠和藍(lán)三種錐體細(xì)胞對不同頻率的光的感知程度不同，對不同亮度的感知程度也不同，感知程度不同，對不同亮度的感知程度也不同，因此不同組成成分的可見光就呈現(xiàn)出不同的顏色因此不同組成成分的可見光就呈現(xiàn)出不同的顏色. .視覺系統(tǒng)對顏色和亮度的響應(yīng)特性曲線視覺系統(tǒng)對顏色和亮度的響應(yīng)特性曲線（各個(gè)波長的光的強(qiáng)度相等）（各個(gè)波長的光的強(qiáng)度相等）上面的顏色響應(yīng)曲線表明，人類眼睛對藍(lán)光上面的顏色響應(yīng)曲線表明，人類眼睛對藍(lán)光的靈敏度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于對紅光和綠光的靈敏度。的靈敏度

17、遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于對紅光和綠光的靈敏度。亮度響應(yīng)曲線表明人眼對波長為亮度響應(yīng)曲線表明人眼對波長為550nm550nm左右的左右的黃綠色最為敏感。黃綠色最為敏感。 許多具有不同光譜分布的光產(chǎn)生的視覺效許多具有不同光譜分布的光產(chǎn)生的視覺效果（顏色）是一樣的。即果（顏色）是一樣的。即光譜與顏色的對應(yīng)是光譜與顏色的對應(yīng)是多對一的多對一的。 光譜分布不同而看上去相同的兩種顏色稱光譜分布不同而看上去相同的兩種顏色稱為為條件等色條件等色（匹配等色）。（匹配等色）。 絕大部分可見光譜對眼睛的刺激效果都可絕大部分可見光譜對眼睛的刺激效果都可以用紅（以用紅（700nm700nm）, ,綠（綠（546.1546.1）, ,藍(lán)

18、（藍(lán)（435.8nm435.8nm）三色光按不同比例和強(qiáng)度的混合來等效表示。三色光按不同比例和強(qiáng)度的混合來等效表示。（三刺激理論三刺激理論）從人的主觀感覺角度，顏色包含從人的主觀感覺角度，顏色包含三個(gè)要素三個(gè)要素：(1)(1)色調(diào)色調(diào)（huehue）：色調(diào)反映顏色的類別，如紅）：色調(diào)反映顏色的類別，如紅色、綠色、藍(lán)色等。色調(diào)大致對應(yīng)光譜分布中色、綠色、藍(lán)色等。色調(diào)大致對應(yīng)光譜分布中的主波長。的主波長。(2)(2)飽和度飽和度（SaturationSaturation） 飽和度是指彩色光所呈現(xiàn)顏色的深淺或純潔飽和度是指彩色光所呈現(xiàn)顏色的深淺或純潔程度。對于同一色調(diào)的彩色光，其飽和度越高，顏程度。

19、對于同一色調(diào)的彩色光，其飽和度越高，顏色就越深，或越純；而飽和度越小，顏色就越淺，色就越深，或越純；而飽和度越小，顏色就越淺，或純度越低。高飽和度的彩色光可因摻入白光而降或純度越低。高飽和度的彩色光可因摻入白光而降低純度或變淺，變成低飽和度的色光。低純度或變淺，變成低飽和度的色光。100%100%飽和度飽和度的色光就代表完全沒有混入白光的純色光。的色光就代表完全沒有混入白光的純色光。(3)(3)明亮度明亮度（luminanceluminance） 明亮度是光作用于人眼時(shí)引起的明亮程度的感明亮度是光作用于人眼時(shí)引起的明亮程度的感覺。一般來說，彩色光能量大則顯得亮，反之則暗。覺。一般來說，彩色光能

20、量大則顯得亮，反之則暗。 大量試驗(yàn)表明，人的眼睛能分辨大量試驗(yàn)表明，人的眼睛能分辨128128種不同的色種不同的色調(diào)，調(diào)，10103030種不同的飽和度，而對亮度非常敏感。種不同的飽和度，而對亮度非常敏感。人眼大約可以分辨人眼大約可以分辨3535萬種顏色。萬種顏色。4. 4. 顏色模型顏色模型 顏色模型（顏色模型（color modelcolor model）是用來精確標(biāo)定和）是用來精確標(biāo)定和生成各種顏色的生成各種顏色的一套規(guī)則和定義一套規(guī)則和定義。 某種顏色模型所標(biāo)定的所有顏色就構(gòu)成了一個(gè)某種顏色模型所標(biāo)定的所有顏色就構(gòu)成了一個(gè)顏色空間顏色空間。 顏色空間通常用三維模型表示，空間中的顏色顏色

21、空間通常用三維模型表示，空間中的顏色通常使用代表三個(gè)參數(shù)的三維坐標(biāo)來指定通常使用代表三個(gè)參數(shù)的三維坐標(biāo)來指定 對于人來說，可以通過色調(diào)、飽和度和亮度來對于人來說，可以通過色調(diào)、飽和度和亮度來定義顏色（定義顏色（HSLHSL顏色模型）；顏色模型）； 對于顯示設(shè)備來說，可以用紅、綠、藍(lán)磷光體對于顯示設(shè)備來說，可以用紅、綠、藍(lán)磷光體的發(fā)光量來描述顏色（的發(fā)光量來描述顏色（RGBRGB顏色模型）；顏色模型）； 對于打印設(shè)備來說，可以使用青色、品紅、黃對于打印設(shè)備來說，可以使用青色、品紅、黃色和黑色顏料的用量來指定顏色（色和黑色顏料的用量來指定顏色（CMYKCMYK顏色模型）。顏色模型）。(1) RGB

22、(1) RGB顏色模型顏色模型 理論上絕大部分可見光譜都可用紅、綠和藍(lán)理論上絕大部分可見光譜都可用紅、綠和藍(lán) (RGB) (RGB) 三色光按不同比例和強(qiáng)度的混合來表示。三色光按不同比例和強(qiáng)度的混合來表示。L LR R( (紅色的百分比紅色的百分比) )G G( (綠色的百分比綠色的百分比) ) B B( (藍(lán)色的百分比藍(lán)色的百分比) )如如L L0.3R+0.6G+0.1B 0.3R+0.6G+0.1B 當(dāng)然，這里的系數(shù)只是近似的，它具體的值依當(dāng)然，這里的系數(shù)只是近似的，它具體的值依賴于顯示器所采用的磷粉標(biāo)準(zhǔn)，以賴于顯示器所采用的磷粉標(biāo)準(zhǔn)，以NTSCNTSC視頻信號標(biāo)視頻信號標(biāo)準(zhǔn)，則三個(gè)系數(shù)

23、依次為：準(zhǔn)，則三個(gè)系數(shù)依次為：0.2990.299、0.5870.587、0.114 0.114 RGB RGB模型稱為相加混色模型，用于光照、視頻和模型稱為相加混色模型，用于光照、視頻和顯示器。例如，顯示器通過紅、綠和藍(lán)熒光粉發(fā)射顯示器。例如，顯示器通過紅、綠和藍(lán)熒光粉發(fā)射光線產(chǎn)生彩色。光線產(chǎn)生彩色。(2) CMYK(2) CMYK顏色模型顏色模型在理論上，絕大多數(shù)顏色都可以用三種基本顏料（青色在理論上，絕大多數(shù)顏色都可以用三種基本顏料（青色cyancyan、品紅、品紅magentamagenta、和黃色、和黃色yellowyellow）按一定比例混合得）按一定比例混合得到。到。理論上，青色

24、、品紅和黃色三種基本色素等量混合能得理論上，青色、品紅和黃色三種基本色素等量混合能得到黑色。但實(shí)際上，因?yàn)樗写蛴∮湍紩恍╇s到黑色。但實(shí)際上，因?yàn)樗写蛴∮湍紩恍╇s質(zhì)，這三種油墨混合實(shí)際上產(chǎn)生一種土灰色，必須與黑質(zhì)，這三種油墨混合實(shí)際上產(chǎn)生一種土灰色，必須與黑色色 (K) (K) 油墨混合才能產(chǎn)生真正的黑色，所以再加入黑色油墨混合才能產(chǎn)生真正的黑色，所以再加入黑色作為基本色形成作為基本色形成CMYKCMYK顏色模型。顏色模型。CMYKCMYK模型稱為相減混色模型。模型稱為相減混色模型。RGB彩色空間和CMY彩色空間的表示法顏色模型的空間表示顏色模型的空間表示(3)HSL(3)H

25、SL顏色模型顏色模型在在HSLHSL模型中，模型中，H H定義色調(diào)；定義色調(diào)；S S定義顏色的深淺程度或定義顏色的深淺程度或飽和度；飽和度；L L定義亮度。定義亮度。RGBRGB模型和模型和CMYKCMYK模型主要模型主要是面向設(shè)備的，而是面向設(shè)備的，而HSLHSL模模型更容易被人理解和控制。型更容易被人理解和控制。（4 4）YIQYIQ顏色模型顏色模型我們也可以將我們也可以將RGBRGB顏色模型轉(zhuǎn)化為顏色模型轉(zhuǎn)化為亮度亮度- -色度色度空間。空間。在在NTSCNTSC視頻信號視頻信號中使用了中使用了YIQYIQ顏色模型。這是一種顏色模型。這是一種由由RGBRGB轉(zhuǎn)化來的亮度轉(zhuǎn)化來的亮度- -

26、色度模型，該模型中色度模型，該模型中Y Y代表了代表了光源的光源的亮度亮度，而，而色度色度則包含在則包含在I I、Q Q兩個(gè)參數(shù)里。在兩個(gè)參數(shù)里。在參數(shù)參數(shù)I I中包含了橙中包含了橙- -青的色彩信息，青的色彩信息，Q Q中包含了綠中包含了綠- -品品紅的色彩信息。紅的色彩信息。由于人眼對于亮度的敏感程度大于對于色度的敏由于人眼對于亮度的敏感程度大于對于色度的敏感程度，因此感程度，因此將最大的帶寬分給將最大的帶寬分給Y Y信號信號，并且由于，并且由于Y Y信號包含了亮度信號，所以在黑白電視機(jī)中就只使信號包含了亮度信號，所以在黑白電視機(jī)中就只使用用Y Y信號。信號。下面是下面是RGBYIQRGB

27、YIQ的變換公式：的變換公式： （5 5）YUVYUV顏色模型顏色模型 YUVYUV顏色模型和顏色模型和YIQYIQ顏色模型類似。顏色模型類似。 事實(shí)上事實(shí)上YUVYUV只是一類顏色模型只是一類顏色模型(YCrCb)(YCrCb)的總稱。其的總稱。其中中Y Y的定義是相同的，色度信息也是組合在的定義是相同的，色度信息也是組合在CrCr、CbCb中，中，其中其中CrCr代表了光源中的紅色分量，代表了光源中的紅色分量，CbCb代表了光源中代表了光源中的藍(lán)色分量，因此它的變換公式：的藍(lán)色分量，因此它的變換公式： 二、二、 圖像質(zhì)量評價(jià)圖像質(zhì)量評價(jià)可懂度可懂度逼真度逼真度1.1.圖像質(zhì)量評估方法與標(biāo)準(zhǔn)

28、圖像質(zhì)量評估方法與標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)前對圖像質(zhì)量的評估方法主要分成兩類：主觀當(dāng)前對圖像質(zhì)量的評估方法主要分成兩類：主觀評價(jià)和客觀測量。主觀評價(jià)的方法與標(biāo)準(zhǔn)已相對評價(jià)和客觀測量。主觀評價(jià)的方法與標(biāo)準(zhǔn)已相對完善，而客觀測量則處于熱點(diǎn)研究中。完善，而客觀測量則處于熱點(diǎn)研究中。1 1）主觀評價(jià)）主觀評價(jià) 主觀評價(jià)的方法是將待評價(jià)的圖像序列播放給評論主觀評價(jià)的方法是將待評價(jià)的圖像序列播放給評論者觀看，并記錄他們的打分，然后對所有評論者的者觀看，并記錄他們的打分，然后對所有評論者的打分進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得出平均分作為評價(jià)結(jié)果。打分進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得出平均分作為評價(jià)結(jié)果。 很顯然，主觀評價(jià)有幾個(gè)顯著的不足之處：很顯然，主觀評價(jià)有幾個(gè)

29、顯著的不足之處： (1)(1)觀察者一般需要是一個(gè)群體，并且經(jīng)過培訓(xùn)觀察者一般需要是一個(gè)群體，并且經(jīng)過培訓(xùn)以準(zhǔn)確判定主觀評測分，人力和物力投入大，為以準(zhǔn)確判定主觀評測分，人力和物力投入大，為時(shí)較長；時(shí)較長；(2)(2)圖像內(nèi)容與情節(jié)千變?nèi)f化，觀察者個(gè)體差異圖像內(nèi)容與情節(jié)千變?nèi)f化，觀察者個(gè)體差異大，容易發(fā)生主觀上的偏差；大，容易發(fā)生主觀上的偏差；(3)(3)主觀評價(jià)無法進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測；主觀評價(jià)無法進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測；(4)(4)僅僅只有平均分，如果評測分?jǐn)?shù)低，無法確僅僅只有平均分，如果評測分?jǐn)?shù)低，無法確切定位問題出在哪里。切定位問題出在哪里。 2 2）客觀測量）客觀測量 客觀測量基于仿人眼視覺模型的原理對圖像質(zhì)客觀測量基于仿人眼視覺模型的原理對圖像質(zhì)量進(jìn)行客觀評估，并給出客觀評價(jià)分。近幾年，量進(jìn)行客觀評估，并給出客觀評價(jià)分。近幾年，隨著人們對人眼視覺系統(tǒng)研究的深入，客觀測量隨著人們對人眼視覺系統(tǒng)研究的深入，客觀測量的方法和工具不斷被開發(fā)出來，其測量結(jié)果也與的方法和工具不斷被開發(fā)出來，其測量結(jié)果也與主觀評價(jià)較吻合。國際上也成立了主觀評價(jià)較吻合。國際上也成立了ITU-RITU-R視頻質(zhì)量視頻質(zhì)量專家組專家組(ITU-RVQEG(ITU-RVQEG：VideoQualityExpe