數(shù)字圖象基礎(chǔ)

數(shù)字圖象基礎(chǔ)2023/4/21華中科技大學(xué)軟件學(xué)院1第1頁，共35頁，2023年，2月20日，星期六2023/4/21華中科技大學(xué)軟件學(xué)院2主要內(nèi)容視覺特點(diǎn)視覺模型主觀顏色視覺錯覺數(shù)字圖像表示采樣分辨率與灰度分辨率第2頁，共35頁，2023年，2月20日，星期六2023/4/21華中科技大學(xué)軟件學(xué)院32.1人眼的光學(xué)結(jié)構(gòu)眼球曲光系統(tǒng)感光系統(tǒng)角膜（cornea）房水（anteriorchamber）晶狀體（lens）玻璃體(Vitreousbody)桿狀和錐狀細(xì)胞水平細(xì)胞雙極細(xì)胞無足細(xì)胞神經(jīng)結(jié)細(xì)胞第3頁，共35頁，2023年，2月20日，星期六2023/4/21華中科技大學(xué)軟件學(xué)院4x為視網(wǎng)膜上的成像高度人眼成像示意圖第4頁，共35頁，2023年，2月20日，星期六2023/4/21華中科技大學(xué)軟件學(xué)院5視網(wǎng)膜視網(wǎng)膜上的桿狀和錐狀體的分布第5頁，共35頁，2023年，2月20日，星期六2023/4/21華中科技大學(xué)軟件學(xué)院6視覺通路簡化的視覺通路圖第6頁，共35頁，2023年，2月20日，星期六2023/4/21華中科技大學(xué)軟件學(xué)院7側(cè)抑制與感受野側(cè)抑制：相鄰神經(jīng)元互相抑制的現(xiàn)象。神經(jīng)的感受野：視覺感覺是視網(wǎng)膜上一定范圍內(nèi)的細(xì)胞群共同作用引起的，這個范圍稱為神經(jīng)纖維的感受野。第7頁，共35頁，2023年，2月20日，星期六2023/4/21華中科技大學(xué)軟件學(xué)院8側(cè)抑制引起的馬赫帶效應(yīng)第8頁，共35頁，2023年，2月20日，星期六2023/4/21華中科技大學(xué)軟件學(xué)院9同時對比度第9頁，共35頁，2023年，2月20日，星期六2023/4/21華中科技大學(xué)軟件學(xué)院10亮度恒定現(xiàn)象

當(dāng)物體對背景的亮度、對比度保持一致時，即使物體和背景的亮度在很大的范圍里變化，人眼對亮度的感覺仍保持不變。第10頁，共35頁，2023年，2月20日，星期六2023/4/21華中科技大學(xué)軟件學(xué)院11單色視覺模型HL（w）lgHh(W)人眼光學(xué)系統(tǒng)亮度恒定顯現(xiàn)馬赫帶效應(yīng)視覺限制和現(xiàn)象非線性視覺系統(tǒng)模型第11頁，共35頁，2023年，2月20日，星期六2023/4/21華中科技大學(xué)軟件學(xué)院12彩色視覺模型經(jīng)典三色理論亮度恒定現(xiàn)象對立色理論第12頁，共35頁，2023年，2月20日，星期六2023/4/21華中科技大學(xué)軟件學(xué)院13主觀顏色在編寫程序中，我們?yōu)槭裁纯梢院唵蔚挠肦GB（255，255，0）表示黃色？第13頁，共35頁，2023年，2月20日，星期六2023/4/21華中科技大學(xué)軟件學(xué)院14電磁光譜第14頁，共35頁，2023年，2月20日，星期六2023/4/21華中科技大學(xué)軟件學(xué)院15主觀顏色第15頁，共35頁，2023年，2月20日，星期六2023/4/21華中科技大學(xué)軟件學(xué)院16暖色與冷色暖色包括紅，橙，黃及其相近色；冷色包括青，綠，紫及其相關(guān)色；暖色能從主觀上把人拉近，又稱為前進(jìn)色；相反，冷色成為后退色。暖色給人明快感，冷色給人沉重感。第16頁，共35頁，2023年，2月20日，星期六2023/4/21華中科技大學(xué)軟件學(xué)院17視覺的空間頻率特性空間頻率是指視像空間變化的快慢。清晰明快的畫面，意味這有大量的高頻成分。模糊圖像只有低頻空間成分。第17頁，共35頁，2023年，2月20日，星期六2023/4/21華中科技大學(xué)軟件學(xué)院18主觀輪廓和空間錯覺思考問題：機(jī)器如何理解人的主觀輪廓？如何理解人的錯覺。第18頁，共35頁，2023年，2月20日，星期六2023/4/21華中科技大學(xué)軟件學(xué)院192023/4/21華中科技大學(xué)軟件學(xué)院數(shù)字圖像行和列是離散的，灰度值也是離散的。對于數(shù)字圖像：采樣量化第19頁，共35頁，2023年，2月20日，星期六2023/4/21華中科技大學(xué)軟件學(xué)院202023/4/212.5.1圖像采樣設(shè)備常見的如掃描儀，照相機(jī)等。從傳感器排列分為：點(diǎn)線三種圖像獲取設(shè)備類別面

進(jìn)一步介紹平板掃描儀jbc6000指紋掃描儀

DX6490第20頁，共35頁，2023年，2月20日，星期六2023/4/21華中科技大學(xué)軟件學(xué)院21華中科技大學(xué)軟件學(xué)院第21頁，共35頁，2023年，2月20日，星期六2023/4/21華中科技大學(xué)軟件學(xué)院22華中科技大學(xué)軟件學(xué)院第22頁，共35頁，2023年，2月20日，星期六2023/4/21華中科技大學(xué)軟件學(xué)院23華中科技大學(xué)軟件學(xué)院第23頁，共35頁，2023年，2月20日，星期六2023/4/21華中科技大學(xué)軟件學(xué)院24華中科技大學(xué)軟件學(xué)院第24頁，共35頁，2023年，2月20日，星期六2023/4/21華中科技大學(xué)軟件學(xué)院25華中科技大學(xué)軟件學(xué)院第25頁，共35頁，2023年，2月20日，星期六2023/4/21華中科技大學(xué)軟件學(xué)院26離散圖像的矩陣表示第26頁，共35頁，2023年，2月20日，星期六2023/4/21華中科技大學(xué)軟件學(xué)院27華中科技大學(xué)軟件學(xué)院離散圖像的矩陣表示第27頁，共35頁，2023年，2月20日，星期六2023/4/21華中科技大學(xué)軟件學(xué)院28華中科技大學(xué)軟件學(xué)院圖像的量化與采樣一副圖像的幅度值f，x，y可能都是連續(xù)的。為了將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字形式必須在幅度值和坐標(biāo)值上做取樣操作。數(shù)字化坐標(biāo)軸稱為取樣。數(shù)字化幅度值稱為量化。第28頁，共35頁，2023年，2月20日，星期六2023/4/21華中科技大學(xué)軟件學(xué)院29華中科技大學(xué)軟件學(xué)院k比特圖像，灰度級，動態(tài)范圍灰度級：灰度級的典型的取值是2的整數(shù)次冪。通常假設(shè)離散灰度級是等間隔的并且是區(qū)間[0,L-1]內(nèi)的整數(shù)。K比特圖像：

當(dāng)一副圖像有2k灰度級時，通常稱該圖像是K比特圖像。動態(tài)范圍：有時灰度級取值范圍稱為圖像的動態(tài)范圍。把占有灰度級全部有效段的圖像叫做高動態(tài)范圍圖像。當(dāng)相當(dāng)客觀數(shù)目的象素呈現(xiàn)這樣的特征時，圖像就有較高的對比度。相反，低動態(tài)范圍的圖像看上去似乎是沖淡了的灰暗格調(diào)。

第29頁，共35頁，2023年，2月20日，星期六2023/4/21華中科技大學(xué)軟件學(xué)院30華中科技大學(xué)軟件學(xué)院分辨率圖像采樣分辨率單位長度上所包含的采樣數(shù)。圖像空間分辨率圖像中可分辨的最小細(xì)節(jié)。圖像灰度分辨率灰度級中可分辨的最小變化。當(dāng)沒有必要涉及象素的物理分辨率進(jìn)行實(shí)際量度和在原始場景中分析細(xì)節(jié)等級時,通常把大小為M×N，灰度為L級的數(shù)字圖像稱為空間分辨率為M×N象素灰度級分辨率為L級的數(shù)字圖像。第30頁，共35頁，2023年，2月20日，星期六2023/4/21華中科技大學(xué)軟件學(xué)院31華中科技大學(xué)軟件學(xué)院圖像空間分辨率第31頁，共35頁，2023年，2月20日，星期六2023/4/21華中科技大學(xué)軟件學(xué)院32華中科技大學(xué)軟件學(xué)院第32頁，共35頁，2023年，2月20日，星期六2023/4/21華中科技大學(xué)軟件學(xué)院33灰度分辨率12654378第33頁，共35頁，2023年，2月20日，星期六2023/4/21華中科技大學(xué)軟件學(xué)院34總結(jié)人眼的主要結(jié)構(gòu)視覺特點(diǎn)馬赫帶效應(yīng)同時對比度亮度恒定現(xiàn)象視覺頻率特征主觀顏色視覺模型數(shù)字圖像的表示采樣量化采