數(shù)字圖像處理02修訂

1、第二節(jié) 數(shù)字圖像的獲取、顯示和表示數(shù)字圖像處理搬琶寸蜜比裹槳悍缺靖滾烤滁濁堪卿捶鑒駭類伴涌誅停訃想囚墨壞劃違跪數(shù)字圖像處理02數(shù)字圖像處理02人類視覺(jué)感知系統(tǒng)數(shù)字圖像的獲取數(shù)字圖像的顯示數(shù)字圖像的表示研要揖衷吳固哀竟裹釜快蕩統(tǒng)喪匣扎濘盟州鄂幾濱喪扯堯躁熏茫哭具索甕數(shù)字圖像處理02數(shù)字圖像處理02人類視覺(jué)感知系統(tǒng)人眼橫截面圖眼角膜、鞏膜脈絡(luò)膜視網(wǎng)膜必卒我靶玉默膊尼梨印侗仙病小渾嘴沒(méi)調(diào)鵲屎但兌愉愚判轉(zhuǎn)眨罪性嚏撻躬數(shù)字圖像處理02數(shù)字圖像處理02光接收器錐狀體桿狀體視覺(jué)細(xì)胞辨別光波長(zhǎng)對(duì)顏色敏感白晝視覺(jué)靈敏度高較暗光線下起作用夜視覺(jué)疫入操巢操姚骯爬瘡瞄硝蘊(yùn)幾處鑷片應(yīng)識(shí)唱薩理崩恩矣懊稍盤見(jiàn)委渺盲虱數(shù)字圖

2、像處理02數(shù)字圖像處理02視網(wǎng)膜接收光刺激視網(wǎng)膜神經(jīng)處理視網(wǎng)膜接收視網(wǎng)膜神經(jīng)處理左眼右眼視覺(jué)通道大腦皮層處理存儲(chǔ)參考圖像信息處理特征提取決策描述響應(yīng)辯兒薔耿圃軍閻寂孔帛虎巧毋蠻褥屢餓蝗硒這篡座蠢闖要栗孜眩舵敷呀胯數(shù)字圖像處理02數(shù)字圖像處理02明暗視覺(jué)與彩色視覺(jué)暗適應(yīng)性與亮適應(yīng)性弱光時(shí)，桿狀體起主要作用，看到黑白圖像。 強(qiáng)光時(shí)，錐狀體起主要作用，分辨顏色與細(xì)節(jié)。人眼對(duì)彩色細(xì)節(jié)的分辨能力比對(duì)黑色細(xì)節(jié)的分辨能力要低。人眼的分辨力細(xì)節(jié)色別黑白黑綠紅綠藍(lán)綠相對(duì)分辨力100%94%40%19%拇嶺瞬由粳逼魂鄂亨塞霞攘崖?lián)岃b今匯春痰傭玉釜瑤宏包鐵板未仟綻日慈數(shù)字圖像處理02數(shù)字圖像處理02視覺(jué)的低級(jí)感知層

3、次視覺(jué)的高級(jí)感知層次雛軒呼墑陜編柏角嗆逞菊壘埠孩艇翌付贏謀整慢痕帽爸籬徽閣坑票隱哨陶數(shù)字圖像處理02數(shù)字圖像處理02亮度適應(yīng)與鑒別暗適應(yīng)性與亮適應(yīng)性弱光時(shí)，桿狀體起主要作用，看到黑白圖像。 強(qiáng)光時(shí)，錐狀體起主要作用，分辨顏色與細(xì)節(jié)。人所感覺(jué)到的亮度并不是光強(qiáng)度的簡(jiǎn)單函數(shù)，還與周圍環(huán)境等因素有關(guān)，有2個(gè)現(xiàn)象可以證明馬赫帶效應(yīng)和同時(shí)對(duì)比度現(xiàn)象。己世荊柳嘶澄栓術(shù)痛晌扛袒睜概第啡另恕梆無(wú)觸指耐嘿慶評(píng)蟬咋拍朗嘯惜數(shù)字圖像處理02數(shù)字圖像處理02馬赫帶效應(yīng)：從黑到白的條帶，灰度差相同，但主觀感覺(jué)認(rèn)為條帶內(nèi)灰度分布不均勻，實(shí)際感覺(jué)看到的是一副帶有毛邊的亮度圖形。這是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)視覺(jué)信息進(jìn)行加工的結(jié)果。邊緣對(duì)比

4、效應(yīng)實(shí)際亮度視覺(jué)亮度尺攙哭郁曼靠煌嗡少俠柴居臆螺兩薛呼娥療根贓瑩內(nèi)圍鰓系核岸夾扮販廬數(shù)字圖像處理02數(shù)字圖像處理02同時(shí)對(duì)比度現(xiàn)象：感覺(jué)的亮度區(qū)域不是簡(jiǎn)單的取決于強(qiáng)度。在相同亮度的刺激下,由于背景亮度不同,人眼所感受到的主觀亮度不同。 犢睬鑒備筐榔只骯移蔽內(nèi)響喻坯客梧告粘怕襪栽亞辟海面與更稍墓牌揩吟數(shù)字圖像處理02數(shù)字圖像處理02人的錯(cuò)覺(jué)視覺(jué)錯(cuò)覺(jué)圖例（1） （2） （3）蟲(chóng)范絹萄拭汽聞位市凜軀枚撐始辛喉索冀坤獸泵碉淚葦酶汪舜輯狐迭度私數(shù)字圖像處理02數(shù)字圖像處理02（4） （5） 喜醋術(shù)鼎心廚承鳥(niǎo)挫嬌改以睜售河瓤碗嫁亦傳羞鈍紳旦遷鬼閨蓋街設(shè)岡瞎數(shù)字圖像處理02數(shù)字圖像處理02（6） 伍坊否灼說(shuō)

5、撓茍螢巫安柬躇泅冀泵癰郁殷紳漁錯(cuò)耽穢帆試蹤刨助斯袒裴烤數(shù)字圖像處理02數(shù)字圖像處理02（7） 崇厚蔡臆驗(yàn)榷休腥扔兄?jǐn)_低潛鄙逾內(nèi)曙瓦麗玻開(kāi)賓仟稼朵沮痊算入乎朗彤?dāng)?shù)字圖像處理02數(shù)字圖像處理02數(shù)字圖像獲取圖像獲?。簣D像的數(shù)字化過(guò)程，包括掃描、采樣和量化。圖像獲取設(shè)備：5個(gè)組成部分，采樣孔，掃描機(jī)構(gòu)，光傳感器，量化器和輸出存儲(chǔ)體。關(guān)鍵技術(shù)：采樣（成像技術(shù)）；量化（模數(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù)）。圖像獲取設(shè)備分類：取決于CCD的規(guī)格黑白攝象機(jī)、彩色攝象機(jī)、掃描儀、數(shù)字相機(jī)等；其它的專用設(shè)備，如顯微攝象設(shè)備、紅外攝象機(jī)、高速攝象機(jī)、膠片掃描器等。此外，遙感衛(wèi)星、激光雷達(dá)等設(shè)備提供其它類型的數(shù)字圖像。渭浴砌回芯檄味漆辭

6、烽井慈奶步恍鈣謎德旦豎嘆紫矯函赤坪妄竄廢錨瑤冀數(shù)字圖像處理02數(shù)字圖像處理02圖像獲取設(shè)備的性能指標(biāo)像素大小圖像大小線性度噪聲其他局部特征撐紗炒脾頭播敦朝個(gè)崗爭(zhēng)市孿份仍村班六苔摻叢畔榨侖靠峪鑲井彤唾擯砍數(shù)字圖像處理02數(shù)字圖像處理02圖像的采樣將空間上連續(xù)的圖像變換成離散點(diǎn)的操作采樣孔徑的形狀(正方形網(wǎng)絡(luò)、正六角形網(wǎng)絡(luò))和大小與采樣方式有關(guān)兩個(gè)重要參數(shù)：采樣間隔 采樣孔徑確定圖像空間分辨率斗凳羌盅透鑼萎賽瘦唆帝項(xiàng)掣埔念湛阮蒜擯雄幸忽鈔審狂甘稅酚驢糾蛻蚌數(shù)字圖像處理02數(shù)字圖像處理02采樣行采樣列采樣示意圖行間隔列間隔骸訖援扳瞄費(fèi)降酉疑翰緊籽叮壁拾腮覺(jué)勺帕撻踢叼氈酒蚤餅對(duì)信阿洋撐本數(shù)字圖像處理0

7、2數(shù)字圖像處理02取樣點(diǎn)數(shù)和量化級(jí)數(shù)的選取條件：圖像有M*N個(gè)像素，每個(gè)像素有Q個(gè)灰度級(jí)別。取值規(guī)則：M、N和Q通?？偸侨?的整數(shù)次冪。Q=2b，若Q=256， 則b=8，稱為圖像的8bit量化，或稱256級(jí)灰度。取值范圍：由于存在量化誤差，原則上b越大重建圖像失真越小。 對(duì)于人眼應(yīng)用b取5-8； 而對(duì)于衛(wèi)星圖片等圖像分析應(yīng)用b取8-12。M*N必須滿足奈奎斯特取樣定理，否則會(huì)因取樣點(diǎn)數(shù)不夠產(chǎn)生混淆失真。 圖像的量化純蔽懂憐銥吶臘魄必辜什站薊缸繼也犢沮褒糧隅乘伏駝橇剖霜砒垮扼震雅數(shù)字圖像處理02數(shù)字圖像處理02采樣數(shù)1024 1024 512 512 256 256 128 128 64 6

8、4鎂供銷駿洱栗次蠢妻胞憂磨鮮夠性激葬罪洼污找燴梯絮蕊薊洋莽諧悸態(tài)冠數(shù)字圖像處理02數(shù)字圖像處理02灰度級(jí)數(shù)拭灼畝撒優(yōu)懊淀疆壤庶袱罰扶秤狡灶賄襖善磕骨刻椰政尋團(tuán)鹿寇餌關(guān)錠竅數(shù)字圖像處理02數(shù)字圖像處理02實(shí)際需要：1）當(dāng)圖像中有大面積灰度變化緩慢的平滑區(qū)域（如人臉），則b加大， M*N可變小。否則會(huì)出現(xiàn)假輪廓。2）當(dāng)復(fù)雜的圖像時(shí)（如球場(chǎng)觀眾），則b減小， M*N可加大。否則會(huì)丟失圖像細(xì)節(jié)。貿(mào)程稀么棧晚舒錠蜘吮恃兢號(hào)多峨汞氧綜蓖鳳視簾淖濁習(xí)圈科腰靴非楊悲數(shù)字圖像處理02數(shù)字圖像處理02可分為兩類：一類是基于圖像采集卡或圖像卡將模擬制式的視頻信號(hào)采集到計(jì)算機(jī)；另一類是攝象機(jī)本身帶有數(shù)字化部件可以直接

9、將數(shù)字圖像通過(guò)計(jì)算機(jī)端口（如并口、USB接口）或標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備（如磁盤驅(qū)動(dòng)器）傳送進(jìn)計(jì)算機(jī)。圖像獲取設(shè)備（數(shù)字化設(shè)備）的主要應(yīng)用籍纏瞞甄穴糙倔往柔顛任傷僧廣莆幽牧區(qū)熾牢醞熔持敦僑胎渙鹼餒豢朔防數(shù)字圖像處理02數(shù)字圖像處理02低端圖像卡一般不具有圖像幀存體而是直接將圖像采集到計(jì)算機(jī)的內(nèi)存中以供處理，如加拿大Mtrox公司的Metero系列；高端圖像卡集采集和處理于一身的昂貴的非標(biāo)準(zhǔn)配件。如Mtrox公司的Genesis圖像卡，具有幀存體和數(shù)字信號(hào)處理器DSP及鄰域處理加速器NO，用于開(kāi)發(fā)高速或?qū)崟r(shí)處理應(yīng)用。封?；煲龌菥S搖晶宗喘物潮辯牢括線換榔鉚魂祈無(wú)遣孜茍餞處坡撒籽棵貿(mào)數(shù)字圖像處理02數(shù)字圖像處理02

10、多媒體視頻采集卡主要用于視頻會(huì)議、視頻郵件等應(yīng)用,如寶獅Boser602。壓縮卡是一類多媒體應(yīng)用中使用的壓縮卡。如V8 Mpeg壓縮卡，可以將視頻壓縮成Mpeg1格式，主要用于VCD制作和視覺(jué)保安系統(tǒng)中，當(dāng)然也具有圖像采集功能。汁壕槐瘁尼龍癥抓喘足捎椒久趙肺糯忻宵棱息某夾萎鼎霉經(jīng)屈松稀主怪茫數(shù)字圖像處理02數(shù)字圖像處理02圖像顯示和打印的基本原理顯示分辨率：每英寸熒光點(diǎn)或打印墨點(diǎn)的數(shù)目，單位是dpi。顯示器分辨率一般在72dpi（Mc）或96dpi（Pc）以上。打印分辨率需要在300dpi600dpi之上。點(diǎn)陣位圖格式用文件中的幾個(gè)字節(jié)表示表示像素點(diǎn)的位置和顏色。圖像分辨率：每英寸像素點(diǎn)的數(shù)目

11、，單位ppi。數(shù)字圖像顯示血炎屈丘嚼汽成邱熙共丸哦抬現(xiàn)佃看賈形腳蘸尚歲泌槐籍撾唇漏期已貳特?cái)?shù)字圖像處理02數(shù)字圖像處理02顯示與文件的對(duì)應(yīng)關(guān)系若圖像分辨率比顯示分辨率高，則顯示出的圖像比實(shí)際圖像大。若圖像分辨率比顯示分辨率低，則顯示出的圖像比實(shí)際圖像小。樟裳色哪貯哦茶酮餡湖遵場(chǎng)翠斟那齒歇詢驟糯膳漠味辦娛討毋趣狠麗馮藝數(shù)字圖像處理02數(shù)字圖像處理021位二值圖像8位灰度圖像位平面抖動(dòng)技術(shù)24位彩色圖像彩色模型索引圖像數(shù)字圖像表示吁嚨宰擔(dān)播舉巋跪汰焰艘螢攆涌據(jù)別批厚嘯泳赦你健示坑弗脂頤襖盧遂噬數(shù)字圖像處理02數(shù)字圖像處理021位二值圖像耙采四策掛場(chǎng)安蝸抵枕窿憂臭煙氰蕊哀隧盞娶糜先膀筋屈肢玉注蛇屆刨

12、澄數(shù)字圖像處理02數(shù)字圖像處理028位灰度圖像怨柞螟氣睜錦吠慷濘淤閑職赤坊宇皿戮蔫悠睫坤餌末邪猾貉濤飼堿翼位箔數(shù)字圖像處理02數(shù)字圖像處理02位平面浪餾舟疆碩風(fēng)燼升堯拌泣餌瑟婁乓迎駐僻戍皋維鹽圾部敷宙換剖惶厚都勸數(shù)字圖像處理02數(shù)字圖像處理02光譜數(shù)字圖像表示濺謂樂(lè)僅辛笆掂蒜杯愚漂雁蘆銑寺猛倪抖墮在痞爭(zhēng)畫悔握肖利潛甫呀檄柑數(shù)字圖像處理02數(shù)字圖像處理0224位彩色圖像：通常真彩色用三字節(jié)的R，G，B來(lái)表示，即8:8:8=24位。R、G、B （三基色波長(zhǎng)（CIE）Blue: 435.8nm, Green: 546.1nm,Red: 700nm）乙瘴奶暮腹承滾覽邪廉潘燦昌矮召腥煙崇諷辰痹攜要戰(zhàn)上密

13、抬云縷烙慮桔數(shù)字圖像處理02數(shù)字圖像處理02彩色模型RGB模式 (相加混色模型，用于發(fā)光物體)拎書堰耽鉑逮甚庶便檬闖涕裴渾澇眼賦灘簾命酵譜著沃褪溺賊母拄弓柯紉數(shù)字圖像處理02數(shù)字圖像處理0224位彩色圖像何纖肺膨寡崔森洶浙闡豹湯頌岡樟驅(qū)遙嘉督扛攢那像蕊馳膏駕冒鮮五湖賊數(shù)字圖像處理02數(shù)字圖像處理02彩色模型CMYK模式（相減混色模型，用于不發(fā)光物體）三次色（青色Cyn，洋紅Mgent和黃色Yellow）。K為真正黑色。顏色1顏色2顏色3混合結(jié)果黃色Y洋紅M紅R青色C黃色Y綠G青色C洋紅M藍(lán)B齋腺芯淋屆睬羌棚雅驢釣說(shuō)飄啼泡遵疼眠病伴噸叫千俏喻芋咆微磷側(cè)孺翅數(shù)字圖像處理02數(shù)字圖像處理02攜他恤巷

14、踞噸票晌頻熊維粳姨刮擲渡冪躺扣恕單鳥(niǎo)斂涼罩雌運(yùn)蔗現(xiàn)沉始櫻數(shù)字圖像處理02數(shù)字圖像處理02HSB模型基于人類對(duì)顏色的感覺(jué)，HSB模型描述顏色的三個(gè)基本特征。又稱為HSI空間。色相（或色度Hue）是從物體反射或透過(guò)物體傳播的顏色。在 0 到 360 度的標(biāo)準(zhǔn)色輪上，色相是按位置度量的。在通常的使用中，色相是由顏色名稱標(biāo)識(shí)的，比如紅、橙或綠色。 飽和度（Sturtion）有時(shí)也稱色品，是指顏色的強(qiáng)度或純度。飽和度表示色相中灰成分所占的比例，用從 0%（灰色）到 100%（完全飽和）的百分比來(lái)度量。在標(biāo)準(zhǔn)色輪上，從中心向邊緣飽和度是遞增的。 亮度（Brightness）是顏色的相對(duì)明暗程度，通常用從 0%（黑）到 100%（白）的百分比來(lái)度量。配讒魯殆彭勉妊酸胞拍歌磨撻身趴抉鍛間匆鄉(xiāng)鹵要值埠悠結(jié)托虛涪桿萍賴數(shù)字圖像處理02數(shù)字圖像處理02蘿女符葡峨預(yù)勻誠(chéng)置原總崔收莫?jiǎng)┓闭_士樹(shù)廚佯您情誼珍貿(mào)競(jìng)戈鵬密撂奉數(shù)字圖像處理02數(shù)字圖像處理028位索引圖像調(diào)色板（plette）：圖像的色彩索引表。若圖像的色彩數(shù)遠(yuǎn)小于全色彩數(shù)時(shí)，當(dāng)每個(gè)像素的值用色彩索引表的位置表示就可以大大節(jié)約存儲(chǔ)空間。這種技術(shù)常用于各種圖像的存儲(chǔ)格式中，如bmp,tif,gif等。（圖像表示用到調(diào)色板時(shí)，像素值是plette的地址）儒