医学图像处理 第二章 数字图像处理基础.ppt

第二章 数字图像处理基础 2.1 光度学简介 2.2 连续图像 2.3 图像数字化 2.1 光度学简介 发光强度 光通量 照度 反射 透射 亮度 1. 发光强度（I） 光源发光的功率称为发光强度。 其单位主要有以下两种： （1）烛光功率(Candle Power, cp): 1cp是指标准蜡烛发出的光。标准蜡烛是用鲸脑油制成，重1/6磅，燃烧率为120格令（1格令=0.0648g）的蜡烛。 （2）新烛光(坎德拉 Candle, cd): 1cd就是“全辐射体”加温到铂的熔点（2024K）时从1cm2表面面积上发出的光的1/60。所谓“全辐射体”就是某一物质加热到某一温度时，它发出的能量分布在整个可见光范围内。理论上的全辐射体就是一个完全黑体，当冷却后，它将吸收所有入射到它上面的光。 在实用中可以认为1cp=1cd。 2. 光通量( ) 光通量是每秒内光流量的度量，其单位是流明(Lumen, lm)。 流明是指与1cd的光源相距单位距离，并与入射光相垂直的单位面积上每秒钟流经的光流量称为1lm。 3. 照度(E) 入射到某表面的光通量密度称为该表面的照度。用每单位面积的流明数来表示。 主要单位体系有公制与英制两种。 （1）公制单位 ① 勒克司(lx): 1lx=1lm/m2。 ② 幅透(phot): 1phot=1lm/cm2 。 ③ 毫幅透(mphot): 1mphot=10-3phot。 （2）英制单位 英尺-烛光：1英尺-烛光=1lm/ft2 。 一般换算关系如下： 1英尺-烛光= 1lm/ft2=10.761lm/m2=10.76lx 4. 反射 用来度量反射的是反射系数。 反射系数 =某表面反射的流明数/入射到该表面的流明数 5. 透射 用来度量透射的是透射系数。 透射系数 =某物质透射的流明数/入射到该物质的流明数 6. 亮度（L） 亮度是物体表面发光的量度。光可以由一个面光源直接辐射出来，也可以由入射光照射下的某表面反射出来。亮度对两者均适用。 亮度的衡量有各种不同的单位。其中主要有A、B两组。A组是以每单位面积上的发光强度来表示；B组是以每单位面积上发出的光通量来表示。 A组： 使用新烛光(cd)为单位。 （1）尼特：1尼特=1新烛光/平方米（cd/m2）。 （2）熙提：1熙提=1新烛光/平方厘米（ cd/cm2 ） 相应的英制单位： 1新烛光/平方英尺（cd/ft2） 1新烛光/平方英吋（cd/in2） B组： 使用流明数为单位。 亚熙提：1亚熙提=流明/平方米（ 1lm/m2 ）。 朗伯：1朗伯=流明/平方厘米 （ 1lm/cm2 ）。 相应的英制单位为：1英尺-朗伯=1流明/平方英尺 （ 1lm/ft2 ）。 国际单位 2.2 连续图像 2.2.1 连续图像表示式 我们日常生活中见到的图像一般是连续形式的模拟图像。 连续图像的表示式隐含以下四项约束： （1） 说明光强是实数、非负、有界的。其最大亮度不能超过某一实数A，符合实际的约束。 （2） 实际图像系统和成像尺寸不能是无穷的。 （3） （4）图像函数在定义域内连续。 2.2.2 二维线性系统 系统：就是若干相互作用和相互依赖的事物组合而成的，具有特定功能的整体。 一、系统模型的划分 （1）空间位置连续系统、空间位置离散系统和混合系统 空间位置连续系统： 系统的输入信号和输出信号都是空间位置的连续信号。 这样的系统用数学解析方法进行处理。 空间位置离散系统： 系统的输入信号和输出信号都是空间位置的离散信号。 这样的系统用向量与矩阵理论进行处理。 混合系统：由以上两者系统混合而成的系统。 （2）线性系统和非线性系统 f(x,y):原始图像 g(x,y):经处理后的图像 T：对图像进行的运算 有关系式： 若：有两个图像 f1(x,y), f2(x,y) 进入系统 T 中，输出分别为