图像处理基础要点.ppt

多媒体开发与编程 6 图像处理基础 基本概念 颜色基础 图像表示方式 图像的基本类型 图像增强理论 图像平滑技术 图像锐化 设计简易数字图像处理系统 引言— — 什么是人类视觉 人类通过眼、耳、鼻、舌、身等接受外部信息，感知自然世界。 上一单元我们学习了听觉——音频处理， 在这一单元我们学习视觉——图像处理。 引言— — 图像处理重要？ 两大应用需求 对图像信息的改进 机器自动理解：使计算机具有视觉 引言— — 图像处理技术有用吗？ 1. 航空航天 （1）登月、火星照片处理 引言— — 图像处理技术有用吗？ （2）飞机遥感、卫星遥感 引言— — 图像处理技术有用吗？ （3）气象预报 引言— — 图像处理技术有用吗？ 2. 生物医学工程 CT、MRI（核磁共振）、B超 显微图像：红细胞、白细胞、染色体的分析、X光、心电图。 引言— — 图像处理技术有用吗？ 3. 通讯领域 发展趋势：多媒体通讯； 电话、电视、计算机三网合一。 引言— — 图像处理技术有用吗？ 4. 工业 印刷电路板 机器人视觉 零件检测 邮政信件的自动检测 工业探伤 引言— — 图像处理技术有用吗？ 5. 军事公安 导弹制导 侦察照片的处理 指纹识别、人脸识别…… 车牌自动识别 引言— — 图像处理技术有用吗？ 引言— — 图像处理技术有用吗？ 6. 文化艺术 电视画面的数字编辑 动画制作 游戏 纺织工艺品设计 发型设计 文物资料图片的修复 引言— — 图像处理技术有用吗？ 6. 交通领域 6.1 基本概念 1 亮度适应能力 现象： 明亮?较暗?现象？ 逐渐能够看清物体?暗光适应(20~30s) 较暗?明亮?现象？： 逐渐能够看清物体?亮光适应(1~2s) 昏暗视觉和白昼视觉 人眼能适应很宽的亮度范围，从暗视阈值到强闪光之间的光强度差别约为1010级。 6.1 基本概念 2 同时对比度 背景亮度不同，人眼所感受的主观亮度值也不一样。亮背景下显得暗、暗背景下显得亮。这种效应就叫同时对比度。 同时对比效应随着背景面积增大而显著 6.1 基本概念 色度对比： 物体 ? 背景 ? 视觉 6.1 基本概念 3 对比灵敏度 人眼对亮度光强变化的响应是非线性的，通常把人眼主观上刚刚可辨别亮度差别所需的最小光强差值称为亮度的可见度阈值。 也就是说，当光强I增大时，在一定幅度内感觉不出，必须变化到一定值I+ΔI时，人眼才能感觉到亮度有变化，ΔI/I称为对比灵敏度。 无环境照度 在均匀照度背景I上设有一照度为I+?I的光斑，眼睛刚能分辨出的照度差是I的函数，当背景照度I增大时，能够分辨出的光斑?I也需要增大，在相当宽的强度范围内?I/ I的数值为一常数，约等于0.02。这个比值称为韦伯比。 但是在亮度很强或很弱时，这个数值就不再保持为常数。 6.1 基本概念 有环境照度 眼睛的对比灵敏度还与周围环境有关。 设有两个相邻的光斑，一个强度为I，另一强度为I+?I，周围环境的照明强度为I0，实验测得，?I/ I比值为常数的范围要大大减小，而且是环境照明强度I0的函数。 有趣的是：曲线谷点的包络线与无环境照度曲线相同。 6.1 基本概念 4 Mach带 人们在观察一条有均匀黑的区域和均匀白的区域形成的边界时，感觉到的是在亮度变化部位附近的暗区和亮区中分别存在一条更黑和更亮的条带，这就是所谓的“Mach带”——马赫效应。 6.1 基本概念 5 主观轮廓 主观轮廓：是主观上感知的轮廓，实际上这个边界并不存在。 6.1 基本概念 6 空间错觉 古希腊艺术家早就意识到空间错觉得存在。 在建筑设计中引入补偿校正技术以保持对物体及感觉的对称性。 6.1 基本概念 7 视觉和视知觉 视觉 主要研究光的物理本质、光刺激视觉感器官的程度、光经过视网膜后经视觉系统加工而产生的亮度与颜色的感觉； 视知觉 研究人是如何通过视觉形成关于外在世界的空间表象的。 知觉将视野中的一些分散刺激加以组织，构成了具有一定形状的整体是在人脑中枢进行的一组整合活动。 6.1 基本概念 8 立体视觉和运动视觉 立体视觉：关键问题是对应点问题, 也就是寻找匹配的问题。 运动视觉：研究序列图像间的对应问题，主要问题是匹配。 对于瞬时间的图像，即间隔时间很短图像序列，可以通过求解光流方程的方法寻找对应，其前提假设是极短时间内像点的灰度保持不变，只存在位置变化。 6.1 基本概念 “图”：是物体投射或反射光的分布； “像”：是人的视觉系统对图的接受在大脑中形成的印象或反映。 因此， 图像：是客观和主观的结合。 6.1 基本概念 6.1 基本概念 广义：与图像相关的处理（图像分析、图像理解和计算机视觉等）； 狭