第二讲数字图像处理基础知识..pptxVIP

数字图像处理基础知识第二讲 数字图像处理基础知识2.1 视觉特性与三基色原理2.2 图像的采集和显示2.3 数字图像的生成和表示方法2.4 数字图像的系统模型数字图像处理基础知识2.1 视觉特性与三基色原理2.1.1 人眼的视觉特性 根据数字图像处理的需要，关注人眼的如下几个重要特性：明暗视觉、彩色视觉、人眼的分辩力、视觉惰性与闪烁感觉。数字图像处理基础知识一、明暗视觉 人眼对不同颜色的光的亮度感觉是不一样的，明暗不同。二、彩色视觉 为确切表示某一彩色光，必须用三个基本参量（亮度、色调和饱和度）来表示，彩色视觉就是对这三个参量的总效应。1、亮度：反映光作用于人眼时引起的明亮程度。数字图像处理基础知识2、色调：反映了颜色的类别。白、黄、青、绿、品、红、蓝、黑标准彩条信号：数字图像处理基础知识3、饱和度：指彩色光所呈现色彩的深浅程度。 对于同一色调的彩色光，饱和度越高，颜色越深，如深红；饱和度越低，颜色越浅，如浅红。 原图 饱和度降低 色度：色调和饱和度合称为色度，即表明了彩色光的颜色类别，又说明了颜色的深浅程度。数字图像处理基础知识三、人眼的分辩力 是指人在观看景物时对景物细节的分辩能力。分为：黑白细节分辩力和彩色细节分辩力。对彩色细节分辩力的要求要比黑白细节分辩力要求低。数字图像处理基础知识四、视觉惰性与闪烁感觉1、视觉惰性 当一定强度的光作用于视网膜时，不能在瞬间形成稳定的主观亮度感觉，而有一个短暂的过渡过程；当光消失后，亮度感觉也并不立刻消失，而是按近似指数函数的规律逐渐减小。人眼的这种视觉特性叫做视觉暂留特性，或视觉惰性。 例如：人眼对房间内灯的开关的感受。数字图像处理基础知识视觉惰性示例图数字图像处理基础知识2、临界闪烁频率 眼睛在周期性的光脉冲的作用下，如果它的频率不够高，则眼睛会感到一明一暗的闪烁现象。如果将光脉冲的频率增加到某一值时，由于视觉惰性，眼睛就感觉不到闪烁了。 不引起闪烁感觉的光脉冲的最低重复频率称为临界闪烁频率。 经验可知人眼的临界闪烁频率约为46Hz。数字图像处理基础知识2.1.2 三基色原理 自然界中的颜色有无数多种，如何对这些颜色加以表示呢？只需要三种颜色，即三基色就可以表示所有的颜色。一、含义 指选择3种独立的颜色，将它们按照不同的比例混合，就可以得到不同的颜色；反之，任何颜色也能分解为这三种颜色。数字图像处理基础知识注： 1、三种颜色必须是独立的，即其中的任何一个颜色都不能由另外两个基色表示。 2、合成彩色光的亮度等于三个基色的亮度之和；而色度由三个基色分量的比例决定。 在彩色电视系统，彩色图像系统中选择的三基色一般为：红、绿、蓝，即R、G、B。数字图像处理基础知识二、相加混色1、混色规律：如图2－2所示红＋蓝＝品红蓝＋绿＝青绿＋红＝黄红＋绿＋蓝＝白相加混色规律示意图数字图像处理基础知识2、互补色：当两种色光按照适当的比例混合得到 白光，则这两种色称为互补色。 如：青＋红＝白色；黄＋蓝＝白色； 品＋绿＝白色。3、相加混色的方法 时间混色法：将三种基色轮流投射到某一表面，只要轮换的时间足够快，利用人眼的视觉惰性就可以得到相加混色的效果。数字图像处理基础知识 空间混色法：利用人眼分辩力的有限性，把彼此相距很近的三基色发光点看成是相加合成的光。 生理混色法：利用两只眼睛同时分别观看两幅不同颜色的同一幅图像，也可以得到混色的效果。 电视系统中一般是采用这种相加混色的方法。 相减混色法：用于彩色印刷、彩色胶片、绘画等。数字图像处理基础知识2.1.3 颜色方程 自然界中的任何颜色光均可以用颜色方程来表示： F：代表具有特定亮度和色度的彩色光； R[R],G[G],B[B]：F色光的三色分量； [R][G][B]：三基色单位量，能配出标准白光的3基色量；RGB:称为三刺激值，可以测得；数字图像处理基础知识 RGB的比例关系决定了彩色光的色度，而他们的数值决定了彩色光的亮度。 色差信号：由基色信号与亮度信号之差构成,即：R-Y,B-Y,G-Y，一般选取其中的前两个。 色差信号不包含有亮度信息；两个色差信号之间相互独立；在传输黑白图像时，两个色差信号为0。 亮度信号Y、色差信号与三基色信号RGB之间的关系为：数字图像处理基础知识 色差信号R-Y,B-Y幅度范围比较大，还需对其进行压缩，得到压缩后的色差信号U和V，它们之间的关系为：数字图像处理基础知识2.2 图像的采集和显示2.2.1 图像采集一、图像采集过程 首先是利用对某个电磁能量谱波段敏感的物理器件，接受辐射并产生与所接受到的电磁辐射能量成正比的模拟电信号。光电转换过程 然后是将前面得到的模拟电信号转化为数字信号以输入进计算机进行处理。模数转换过程数字图像处理基础知识二、图像采集设备 用于可见光和红外线成像的采