第二章频率域图像增强概述.pptx

第二章 数字图像基础;主要内容;1、人眼结构;2、人眼视觉感知;2、人眼视觉感知;椎状细胞(cones): ~600-700万个，感知色彩信息; 杆状细胞(rods):~7500-1500万个，提取亮度信息。;;Luminance (亮度，辉度) ;Lightness (明度) ;;4、图像形成模型;视觉的空间特性;4、人眼的视觉特性与错觉 ;4、人眼的视觉特性与错觉 ;Find a black dot ! ;;Motion illusions;Human Motion System Illusory Snakes;可见光：0.38~0.75um；红外线：0.75~1000um (10个倍频);可见光谱： 可见波段：0.38-0.75um； 子波段: 紫、蓝、绿、黄、橘黄、红色； 物体颜色：物体反射光的性质决定； 彩色光源质量： —发光强度（Radiance） —光通量（luminance） —光亮度（Brightness）;二、图像的获取与显示;;THz 波带很宽: 0.1~10THz, 而且单个THz 脉冲就包含非常宽的带宽。 THz波频率很高, 是微波的1000 倍以上, 所以空间分辨率很高. 由于THz 通常由相干电流驱动的偶极子振荡或由相干的激光脉冲通过非线性光学参量、差频过程产生。因此, THz 波具有很高的时间和空间相干性。 THz 波能量低，当频率恰好为1THz 时, 光子能量只有大约4meV, 因此它不会对被检测的生物组织产生有害的电离, 在医学成像方面有很好的应用前景。 穿透性强，除了金属和水对THz 有较强吸收, THz 对其他物质都有很好的穿透性, 因此, THz 波在安全检查, 反恐领域的应用前景被人们普遍看好。;红外热成像;核磁共振(MRI)成像;X-RAY成像;Gamma-rays成像;主要参数： 采样尺寸 图像尺寸 物理参数 灰度级别;4. CCD与CMOS图像传感器 图像传感器 (image Sensor) CCD 电荷耦合器件（Charge Couple Device） 特点： 灵敏度高，噪音小，信噪比大。但是生产工艺复杂、成本高、功耗高。 ;带状传感器成像 ;线阵CCD;阵列传感器成像;;4. CCD与CMOS图像传感器 CMOS 互补金属氧化物半导体 （Complementary metal oxide semiconductor） 　 　特点： 集成度高、功耗低（不到CCD的1/3）、成本低。 　但是噪音比较大、灵敏度较低、对光源要求高。;;三、图像取样和量化;图像的数字化：采样和量化 　 图像的采样（Sampling)：;图像的数字化：采样和量化 　 图像的量化(Quantization)：;数字图像的数学表示;数字图像的数学表示;空间分辨率（Spatial Resolution);灰度分辨率（Gray Resolution);原图;1、空间表示;2、数学描述 连续模型：　 　f 表示图像的灰度，(x,y)二维空间的连续变化。 离散模型：　 　经过采样和量化后的数字图像就是一个M×N矩阵。　 随机场模型　 　把每一个像素都看成一个随机过程。;3、矩阵表示; 4、邻域：在一定意义下，与该像素相邻的像素的集合。; 距离; (1) 像素(pixel) 　　 Pixel（Picture element），图像的最小信息单位，通常是一个整数，其大小称为像素值。 (2) 灰度级(Gray-level) 　　 表示像素明暗程度的整数量称为灰度级。 (3) 图像分辨率(Resolution) 　 指组成一幅图像的像素密度，也就是图幅参数。对同样大小的一幅图，如果组成该图的图像像素数目越多，则说明图像的分辨率越高，看起来就越逼真。相反，图像显得越粗糙。 (4) 显示分辨率 　 指显示屏上能够显示出的像素数目。例如，显示分辨率为640×480表示显示屏分成480行，每行显示640个像素，整个显示屏就含有307200个显像点。 (5) 图像深度（Bpp，Bit per pixel) 指存储每个像素所用的位数，它也是用来度量图像的灰度分辨率。;;一般而言，图像的质量取决于： 层次(Level or Detail) 对比度(Contrast) 清晰度(Definition );图像的层次-Image level;图像的层次-Image level;对比度：是指一幅图像中灰度反差的大小 对比度= 最大亮度/ 最小亮度;与清晰度相关的主要因素 亮度(Luminance , Intensity ) 对比度(Contrast)