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第3章 图像技术基础;3-1 视觉特性;光度测量参数;彩色视觉和立体视觉;彩色视觉 从视觉的角度描述彩色的过程中会用到亮度、色度和饱和度三个术语。亮度表示光的强弱；色度是指彩色的类别，如黄色、绿色、蓝色等；饱和度则代表颜色的深浅程度，如浅紫色、粉红色。 色调与饱和度又合称为色度，可见它既表示彩色光的颜色类别，又表示颜色的深浅程度。 尽管不同波长的光波所呈现的颜色不同，但我们会经常观察到这样的现象。由适当比例的红光和绿光混合起来，可以产生与黄单色光相同的彩色视觉效果。又如日光也可以由红、绿、蓝三种不同波长的单色光以适当的比例组合而成。实际上自然界中的任何一种颜色都能由这三种单色光混合而成，因而人们称红、绿、蓝为三基色。;经过大量的验证测试，人们认识到视网膜上有三种类型的锥状细胞，它们各自的光谱灵敏度曲线 ;立体视觉 立体视觉一般分为双眼视觉和单眼视觉。 双眼视觉是指双眼同时观看一个空间景物时所形成的立体视觉；单眼视觉是指单眼观看景物时所产生的立体感觉 ;人眼的分辨力与空间频率;人眼的空间频率响应 实验研究发现，人眼对不同空间细节的分辨力是变化的，可用视觉空间频率响应曲线表示，如图3-4所示。图中横坐标为空间频率，即单位视角（1°）内所含黑白条数，而纵坐标则表示空间频率的传输特性（MTF）。; 从图中可以看出，人眼对彩色细节的分辨能力远比对亮度细节的分辨能力低。例如原有黑白相同的条纹，当它们距人眼一定距离时，仍能分辨出其黑白间的差别，但如果仍保持其条纹间的距离，只是将黑白条纹换成彩色条纹，此时便无法做出分辨。 据资料显示，人眼分辨景物彩色细节的能力很差。因此彩色电视系统在传输彩色图像时，细节部分可以不传送彩色信息，而只传送黑白信息，以此来节约传输频带资源。;人眼的对比度特性;人眼的对比度灵敏度特性 亮度感觉 在定义亮度时虽然考虑了人眼的光谱灵敏度，但实际观察景物时所获得的亮度感觉，并不仅由景物的亮度决定，而且与其所处的周围环境亮度有关。亮度感觉是指能分辨出不同的亮度层次。 ;人眼视觉的??比度灵敏度 人眼区分某一给定空间频率的正弦光栅（如图3-6所示）明暗差别所需的最低对比度，称为分辨这一空间频率的临界对比度，用Cr表示。临界对比度的倒数1/Cr被称为人眼对于这一空间频率对比度灵敏度。由以上定义可知，临界对比度表示人眼在给定的亮度环境下所能区分景物的最小亮度差别，通常称这一最小亮度差别为一个亮度级（或灰度级）。;视觉惰性与闪烁的概念;闪烁 如果观察者观察到一个具有周期性的光脉冲，当其重复频率不够高时，便会产生一明一暗的感觉，这种感觉就是闪烁，但当重复频率足够高时，闪烁感觉将消失，随之看到的是一个恒定的亮点。临界闪烁频率就是指闪烁感觉刚刚消失时的频率。 它与脉冲亮度有关，脉冲的亮度越高，临界闪烁频率也相应地增高。;3-2 图像质量的评价 ;图像质量的主观评价 主观评价是指观察者依据自己的感觉对图像质量进行评价，是一种最直观、最可靠的评价方法 受到 人的感觉和心理状态等 的影响，即图像质量的最终评价与观察者心理因素有关 图像的客观评价 图像逼真度计量法 数学公式 会议电视系统的图像质量评价 因素：图像清晰度、帧速率、唇音同步、延时、运动补偿;3-3 图像信号数字化;图像信号的频谱 图像通信系统是一个二维信息系统，因此可以进行类似的定义，二维函数f（x,y）与其频谱F(μ,ν)的关系： 从频率域上来观察图像时，大多数情况下其频谱多局限在一定的范围之内;二维取样定理 一个模拟信号f（x, y）的傅氏频谱为F(μ,ν),如果其水平方向的截止频率为Um,而垂直方向的截止频率为Vm，那么只要水平和垂直方向的取样频率分别为U0≥2Um和V0≥2Vm（水平间隔Δx≤1/(2Um),垂直间隔Δy≤1/(2Vm),就可以精确地恢复出原图像，这就是二维取样定理。 ;;;量化与量化信噪比 经过取样后所获得的图像是由一系列空间上离散的样值序列构成，每个样值是一个有无穷多个取值的连续变量。量化是指将具有无限多个取值的样值用有限个离散值来表示的过程，并且可以赋予不同的码字，从而成为真正意义上的数字图像。 均匀量化时的信噪比 非均匀量化时的量化信噪比 编码 每增加/减小1bit，就使量化信噪比增加/减小约6dB 取样值的编码比特数n，直接决定图像的质量;3.3.4 取样、量化对图像质量的影响; 颗粒噪声出现在图像灰度变化很小的区域，这时最小的量化间隔仍不足以反映其缓慢的变化过程，因此可能会在两个最小量化电平之间出现来回振荡的局面，造成解码后所恢复的图像中其灰度平坦区域出现颗粒状的细斑。 边缘忙乱是指在变化不太快的边缘出现闪烁不定的现象。这是由于原始图像中存在噪声，它造成不同图像帧之间在同一像素位置产生的量化噪声不同，从而引起缓慢变化的边缘出现这种