數(shù)字圖像基礎(chǔ)

第2章數(shù)字圖像基礎(chǔ)2.1視覺(jué)感知要素(了解）2.2光和電磁波譜(了解）2.3圖像數(shù)字化（掌握）2.4圖像數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（掌握）2.5圖像文件格式(了解）2.6圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)（掌握）視覺(jué)感知要素光合電磁波譜圖像數(shù)字化圖像數(shù)字結(jié)構(gòu)圖像文件格式圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)第2章數(shù)字圖像基礎(chǔ)圖像和視覺(jué)基礎(chǔ)視覺(jué)基礎(chǔ)人眼與亮度視覺(jué)顏色視覺(jué)成像基礎(chǔ)成像模型成像幾何采樣和量化圖像基礎(chǔ)像素間聯(lián)系圖像運(yùn)算圖像坐標(biāo)變換視覺(jué)感知要素光合電磁波譜圖像數(shù)字化圖像數(shù)字結(jié)構(gòu)圖像文件格式圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)數(shù)字圖像處理建立在數(shù)學(xué)和概率統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)上，但人的直覺(jué)在選擇技術(shù)時(shí)起核心作用。因此要關(guān)注視覺(jué)感知。主要關(guān)注人眼中形成圖像的機(jī)理和參數(shù)。以便了解人類(lèi)視覺(jué)的物理限制，例如：分辨率和對(duì)照明變化的適應(yīng)能力。2.1視覺(jué)感知要素視覺(jué)感知要素光合電磁波譜圖像數(shù)字化圖像數(shù)字結(jié)構(gòu)圖像文件格式圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)眼睛的構(gòu)造:(球形，半徑20mm,人眼包含有三層膜)眼角膜與鞏膜外殼(覆蓋前表面）脈絡(luò)膜(前面睫狀體虹膜晶狀體控制進(jìn)眼光量)視網(wǎng)膜(視網(wǎng)膜在后部?jī)?nèi)壁，表面的分離光接收器提供圖案視覺(jué)）分為錐狀體、桿狀體錐狀體:位于視網(wǎng)膜中間,對(duì)顏色靈敏度高,分辨圖像細(xì)節(jié).白晝視覺(jué)桿狀體:分布在視網(wǎng)膜表面,無(wú)彩色感覺(jué),在低照明度下對(duì)圖像較敏感，用來(lái)給出視野內(nèi)一般的總體圖像.夜視覺(jué)2.1視覺(jué)感知要素視覺(jué)感知要素光合電磁波譜圖像數(shù)字化圖像數(shù)字結(jié)構(gòu)圖像文件格式圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)晶狀體成像

晶狀體成像與普通光學(xué)透鏡原理類(lèi)似,但晶狀體可以根據(jù)需要調(diào)整曲率半徑,分別對(duì)遠(yuǎn)處和近處的物體聚焦.遠(yuǎn)方物體，控制肌肉使晶狀體扁平，近處物體，控制肌肉使晶狀體變厚眼睛觀察樹(shù)的光學(xué)表示方法晶狀體的聚焦中心與視網(wǎng)膜(14mm-17mm)由睫狀體的韌帶張力控制晶狀體的扁厚2.1視覺(jué)感知要素視覺(jué)感知要素光合電磁波譜圖像數(shù)字化圖像數(shù)字結(jié)構(gòu)圖像文件格式圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)人眼對(duì)不同亮度的適應(yīng)和鑒別能力亮度適應(yīng)范圍:1010量級(jí)

10-6ml到104ml

實(shí)驗(yàn)表明,主觀亮度是進(jìn)入眼睛亮度的對(duì)數(shù)函數(shù)亮度適應(yīng)現(xiàn)象:

人眼并不能同時(shí)在整個(gè)范圍內(nèi)工作,而是利用改變整個(gè)靈敏度來(lái)完成這一大變動(dòng)的.

亮度適應(yīng)級(jí)：視覺(jué)系統(tǒng)當(dāng)前的靈敏度級(jí)別2.1視覺(jué)感知要素視覺(jué)感知要素光合電磁波譜圖像數(shù)字化圖像數(shù)字結(jié)構(gòu)圖像文件格式圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)辨別光強(qiáng)度變化的能力

典型實(shí)驗(yàn)韋伯比可辨別增量的50%

圖2.5用于描述亮度辨別特性的基本實(shí)驗(yàn)圖2.6作為強(qiáng)度函數(shù)的典型韋伯比當(dāng)背景光保持恒定時(shí),改變其他光源亮度,從不能察覺(jué)到可以察覺(jué)間變化,一般觀察者可以辨別12到24級(jí)不同強(qiáng)度的變化.2.1視覺(jué)感知要素視覺(jué)感知要素光合電磁波譜圖像數(shù)字化圖像數(shù)字結(jié)構(gòu)圖像文件格式圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)人眼感覺(jué)亮度并不是簡(jiǎn)單的強(qiáng)度函數(shù)例1:馬赫帶

2.1視覺(jué)感知要素視覺(jué)感知要素光合電磁波譜圖像數(shù)字化圖像數(shù)字結(jié)構(gòu)圖像文件格式圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)例2:背景變亮,相同強(qiáng)度的方塊變暗

2.1視覺(jué)感知要素視覺(jué)感知要素光合電磁波譜圖像數(shù)字化圖像數(shù)字結(jié)構(gòu)圖像文件格式圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)視覺(jué)錯(cuò)覺(jué)A:正方形輪廓清晰。B:錯(cuò)覺(jué)的圓C:一樣長(zhǎng)度D:平行線

2.1視覺(jué)感知要素視覺(jué)感知要素光合電磁波譜圖像數(shù)字化圖像數(shù)字結(jié)構(gòu)圖像文件格式圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)古代希臘藝術(shù)家意識(shí)到空間錯(cuò)覺(jué)，在建筑設(shè)計(jì)中引入補(bǔ)償校正技術(shù)以保持對(duì)物體及感覺(jué)的對(duì)稱性。對(duì)于錯(cuò)覺(jué)產(chǎn)生的解釋盡管很多，但看來(lái)只有對(duì)大腦功能進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)后，才能得到滿意的解釋?？臻g錯(cuò)覺(jué)2.1視覺(jué)感知要素視覺(jué)感知要素光合電磁波譜圖像數(shù)字化圖像數(shù)字結(jié)構(gòu)圖像文件格式圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)電磁波譜在上節(jié)已經(jīng)介紹，一端是無(wú)線電波（長(zhǎng)），另一端是伽馬射線（短）。電磁波譜可以用波長(zhǎng)()、頻率()或能量來(lái)描述

c光速h普朗克常量

波長(zhǎng)單位m,um,nm等頻率是Hz,能量是電子伏。2.2光和電磁波譜視覺(jué)感知要素光合電磁波譜圖像數(shù)字化圖像數(shù)字結(jié)構(gòu)圖像文件格式圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)電磁波是能量的一種，任何有能量的物體，都會(huì)釋放電磁波。

2.2光和電磁波譜視覺(jué)感知要素光合電磁波譜圖像數(shù)字化圖像數(shù)字結(jié)構(gòu)圖像文件格式圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)人從物體感受的顏色由物體反射光決定，

若所有反射的可見(jiàn)光波長(zhǎng)均衡，則物體顯示白色有顏色的物體是因?yàn)槲樟似渌ㄩL(zhǎng)的大部分能量，從而反射某段波長(zhǎng)范圍的光。沒(méi)有顏色的光叫單色光，灰度級(jí)通常用來(lái)描述單色光的強(qiáng)度，其范圍從黑到灰，最后到白。區(qū)分三個(gè)量：發(fā)光強(qiáng)度，光通量，亮度（主觀描述，不能測(cè)量）在原理上，如果可以開(kāi)發(fā)出一種傳感器，能夠檢測(cè)由一種電磁波譜發(fā)射的能量，就可以在那一段波長(zhǎng)上對(duì)感興趣的物體成像?！坝^看”物體的波長(zhǎng)必須小于或等于物體的尺寸。如觀察水分子。其他成像：超聲波（反射）、電子束、合成圖像等。2.2光和電磁波譜視覺(jué)感知要素光合電磁波譜圖像數(shù)字化圖像數(shù)字結(jié)構(gòu)圖像文件格式圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)灰度和色彩彩色模型:RGB加色法CMY,CMYK減色法HSB(色澤,飽和度,明亮度)2.2光和電磁波譜視覺(jué)感知要素光合電磁波譜圖像數(shù)字化圖像數(shù)字結(jié)構(gòu)圖像文件格式圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)2.3.1圖像傳感器與數(shù)字成像2.3.2數(shù)字化原理2.3圖像數(shù)字化視覺(jué)感知要素光合電磁波譜圖像數(shù)字化圖像數(shù)字結(jié)構(gòu)圖像文件格式圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)1.CCD傳感器

電荷耦合器件（ChargedCoupledDevice），感應(yīng)可見(jiàn)光的光強(qiáng)掃描儀的圖像數(shù)字化過(guò)程原理圖

2.3.1圖像傳感器與數(shù)字成像視覺(jué)感知要素光合電磁波譜圖像數(shù)字化圖像數(shù)字結(jié)構(gòu)圖像文件格式圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)2.CMOS傳感器

互補(bǔ)性金屬氧化物半導(dǎo)體（ComplementaryMetal-OxideSemiconductor）2.3.1圖像傳感器與數(shù)字成像視覺(jué)感知要素光合電磁波譜圖像數(shù)字化圖像數(shù)字結(jié)構(gòu)圖像文件格式圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)1．?dāng)?shù)學(xué)模型2.3.2數(shù)字化原理視覺(jué)感知要素光合電磁波譜圖像數(shù)字化圖像數(shù)字結(jié)構(gòu)圖像文件格式圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)2．采樣和量化

采樣：空間上的離散化量化：灰度上的離散化連續(xù)信號(hào)（抽樣、量化）——數(shù)字信號(hào)2.3.2數(shù)字化原理視覺(jué)感知要素光合電磁波譜圖像數(shù)字化圖像數(shù)字結(jié)構(gòu)圖像文件格式圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)

采樣示意圖2.3.2數(shù)字化原理視覺(jué)感知要素光合電磁波譜圖像數(shù)字化圖像數(shù)字結(jié)構(gòu)圖像文件格式圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)

量化示意圖（a）量化；(b)量化為8bit

2.3.2數(shù)字化原理視覺(jué)感知要素光合電磁波譜圖像數(shù)字化圖像數(shù)字結(jié)構(gòu)圖像文件格式圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)

采樣點(diǎn)陣：正方形、正三角圖像矩陣的特點(diǎn)：

a）

b）數(shù)字化抽樣：正方形點(diǎn)陣、三角形點(diǎn)陣、正六角形點(diǎn)陣等2.3.2數(shù)字化原理視覺(jué)感知要素光合電磁波譜圖像數(shù)字化圖像數(shù)字結(jié)構(gòu)圖像文件格式圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)3.采樣定理一維采樣定理：惠特克－卡切尼柯夫－香農(nóng)2.3.2數(shù)字化原理視覺(jué)感知要素光合電磁波譜圖像數(shù)字化圖像數(shù)字結(jié)構(gòu)圖像文件格式圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)二維采樣定理：采樣頻率大于圖像信號(hào)最高頻率的2倍2.3.2數(shù)字化原理視覺(jué)感知要素光合電磁波譜圖像數(shù)字化圖像數(shù)字結(jié)構(gòu)圖像文件格式圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)2.3.2數(shù)字化原理視覺(jué)感知要素光合電磁波譜圖像數(shù)字化圖像數(shù)字結(jié)構(gòu)圖像文件格式圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)4.采樣誤差混疊噪聲

孔徑效應(yīng)：實(shí)際采樣脈沖不是理想沖擊函數(shù)，有一定的寬度，會(huì)產(chǎn)生失真插入噪聲：由采樣圖像信號(hào)恢復(fù)到原圖像，無(wú)理想濾波器（在內(nèi)頻率特性平坦，相位特性成直線)抖動(dòng)噪聲：采樣周期為，但發(fā)射與接受端存在相位差異，稱相位抖動(dòng)。2.3.2數(shù)字化原理視覺(jué)感知要素光合電磁波譜圖像數(shù)字化圖像數(shù)字結(jié)構(gòu)圖像文件格式圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)5.量化均勻量化非均勻量化:

a）基于視覺(jué)特性：對(duì)亮度值急劇變化部分無(wú)需過(guò)細(xì)分層，進(jìn)行粗量化,對(duì)亮度值平緩變化部分需過(guò)細(xì)分層，進(jìn)行細(xì)量化

b）先計(jì)算所有可能的亮度值出現(xiàn)的概率分布，對(duì)概率分布大的進(jìn)行細(xì)量化,對(duì)概率分布小的進(jìn)行粗量化,非均勻量化可以減少量化誤差，又能用較少的比特?cái)?shù)實(shí)現(xiàn)量化2.3.2數(shù)字化原理視覺(jué)感知要素光合電磁波譜圖像數(shù)字化圖像數(shù)字結(jié)構(gòu)圖像文件格式圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)量化和采樣是兩個(gè)不同的概念，量化是在每個(gè)采樣點(diǎn)上進(jìn)行的，所以必須先采樣后量化。量化和采樣是圖像數(shù)字化的不可或缺的兩個(gè)操作，二者緊密相關(guān)，同時(shí)完成。6.采樣和量化的關(guān)系2.3.2數(shù)字化原理視覺(jué)感知要素光合電磁波譜圖像數(shù)字化圖像數(shù)字結(jié)構(gòu)圖像文件格式圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)2.3.2數(shù)字化原理視覺(jué)感知要素光合電磁波譜圖像數(shù)字化圖像數(shù)字結(jié)構(gòu)圖像文件格式圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)2.3.2數(shù)字化原理視覺(jué)感知要素光合電磁波譜圖像數(shù)字化圖像數(shù)字結(jié)構(gòu)圖像文件格式圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)2.3.2數(shù)字化原理視覺(jué)感知要素光合電磁波譜圖像數(shù)字化圖像數(shù)字結(jié)構(gòu)圖像文件格式圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)非均勻采樣和量化－細(xì)節(jié)部分，分配較多的采樣－灰度突變部分，可用較少的灰度級(jí)數(shù)2.3.2數(shù)字化原理視覺(jué)感知要素光合電磁波譜圖像數(shù)字化圖像數(shù)字結(jié)構(gòu)圖像文件格式圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)

表示灰度級(jí)、bright,彩色,連續(xù)圖像

.如X光圖像反映人體組織吸收特性，紅外圖像反映溫度輻射特性，CCD反映可見(jiàn)光的特性在圖像建模中涉及到保真度(fidelity)：衡量處理方法好壞，清晰否？采樣、量化正交序列展開(kāi)，F(xiàn)ourier變換統(tǒng)計(jì)模型：把圖像看成一個(gè)集合的成員如均值、方差。2.3.2數(shù)字化原理視覺(jué)感知要素光合電磁波譜圖像數(shù)字化圖像數(shù)字結(jié)構(gòu)圖像文件格式圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)像素p,坐標(biāo)(x,y)的鄰居

2.3.3像素間的一些基本關(guān)系視覺(jué)感知要素光合電磁波譜圖像數(shù)字化圖像數(shù)字結(jié)構(gòu)圖像文件格式圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)相鄰像素對(duì)于像素p,坐標(biāo)(x,y)4鄰域(x+1,y),(x-1,y),(x,y+1),(x,y-1)

N4(p)對(duì)角鄰域(x+1,y+1),(x+1,y-1),(x-1,y+1),(x-1,y-1)

ND(p)8鄰域N4(p)+ND(p)N8(p)

4鄰域?qū)青徲?鄰域2.3.3像素間的一些基本關(guān)系視覺(jué)感知要素光合電磁波譜圖像數(shù)字化圖像數(shù)字結(jié)構(gòu)圖像文件格式圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)像素的連通性

--像素的連通性能夠幫助簡(jiǎn)化區(qū)域、邊界等概念;

--確定兩個(gè)像素是否連通，看它們是否相鄰以及灰度值是否滿足特定的相似性準(zhǔn)則。定義V是用于定義鄰接性的灰度值集合，存在三種類(lèi)型的鄰接性：(1)4鄰接:如果q在N4(p)集中,具有V中數(shù)值的兩個(gè)像素p和q是4鄰接的.(2)8鄰接:如果q在N8(p)集中,具有V中數(shù)值的兩個(gè)像素p和q是8鄰接的.(3)m鄰接(混合鄰接):如果(i)q在N4(p)中,或者(ii)q在ND(p)中且集合N4(p)∩N4(q)沒(méi)有V值的像素,則具有V值的像素p和q是m鄰接的.2.3.3像素間的一些基本關(guān)系視覺(jué)感知要素光合電磁波譜圖像數(shù)字化圖像數(shù)字結(jié)構(gòu)圖像文件格式圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)m鄰接可以消除8鄰接所帶來(lái)的二義性(a)像素安排(b)中心像素的8鄰接像素(c)m鄰接pq1pq1q2q22.3.3像素間的一些基本關(guān)系視覺(jué)感知要素光合電磁波譜圖像數(shù)字化圖像數(shù)字結(jié)構(gòu)圖像文件格式圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)對(duì)于兩個(gè)圖像子集S1和S2,如果S1中的某些像素與S2中的某些像素相鄰,則稱S1和S2是鄰接的.可以定義4鄰接,8鄰接和m鄰接2.3.3像素間的一些基本關(guān)系視覺(jué)感知要素光合電磁波譜圖像數(shù)字化圖像數(shù)字結(jié)構(gòu)圖像文件格式圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)像素p(x,y)到像素q(s,t)的通路(path):

特定的像素序列(x0,y0),(x1,y1),…,(xn,yn),其中(x0,y0)=(x,y),(xn,yn)=(s,t),且像素(xi,yi)和(xi-1,yi-1)(對(duì)于1≤i≤n)是鄰接的.n是通路的長(zhǎng)度.若(x0,y0)=(xn,yn),則通路是閉合通路.

m通路8通路2.3.3像素間的一些基本關(guān)系視覺(jué)感知要素光合電磁波譜圖像數(shù)字化圖像數(shù)字結(jié)構(gòu)圖像文件格式圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)像素p(x,y)到像素q(s,t)的連通:

令S表示一幅圖像中的像素子集,如果在S中全部像素之間存在一個(gè)通路,則可以說(shuō)兩個(gè)像素p和q在S中是連通的.對(duì)于S中的任何像素p,S中連通到該像素的像素集叫做S的連通分量.如果S僅有一個(gè)連通分量,則集合S叫做連通集.

令R是圖像中的像素子集.如果R是連通集,則稱R為一個(gè)區(qū)域.

一個(gè)區(qū)域R的邊界(也稱為邊緣或輪廓)是區(qū)域中像素的集合,該區(qū)域有一個(gè)或多個(gè)不在R中的鄰點(diǎn).

如果R是整幅圖像,則邊界由圖像第一行、第一列和最后一行一列定義.

正常情況下，區(qū)域指一幅圖像的子集，并包括區(qū)域的邊緣.2.3.3像素間的一些基本關(guān)系視覺(jué)感知要素光合電磁波譜圖像數(shù)字化圖像數(shù)字結(jié)構(gòu)圖像文件格式圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)距離度量：對(duì)于像素p,q和z,其坐標(biāo)分別為(x,y),(s,t)和(v,w),如果:D(p,q)≥0[D(p,q)=0,當(dāng)且僅當(dāng)p=q]D(p,q)=D(q,p)D(p,z)≤D(p,q)+D(q,z)

則D是距離函數(shù)或度量.

歐式距離:De(p,q)=[(x-s)2+(y-t)2]1/2(距離小于等于r的像素形成中心在（x,y）的圓)

D4距離：D4(p,q)=|x-s|+|y-t|

(距離小于等于r的像素形成中心在（x,y）的菱形)

D8距離：D8(p,q)=max(|x-s|,|y-t|)(距離小于等于r的像素形成中心在（x,y）的方形)2.3.3像素間的一些基本關(guān)系視覺(jué)感知要素光合電磁波譜圖像數(shù)字化圖像數(shù)字結(jié)構(gòu)圖像文件格式圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)線性和非線性操作令H是一種算子,其輸入和輸出都是圖像,如果對(duì)于任何兩幅圖像f和g及其任何兩個(gè)標(biāo)量a和b有如下關(guān)系,則稱H為線性算子:

H(af+bg)=aH(f)+bH(g)

對(duì)兩幅圖像的和應(yīng)用線性算子等同于分別對(duì)圖像應(yīng)用該算子并各自于適當(dāng)?shù)某?shù)相乘,然后將結(jié)果相加.不能通過(guò)檢驗(yàn)的算子定義為非線性算子2.3.3像素間的一些基本關(guān)系視覺(jué)感知要素光合電磁波譜圖像數(shù)字化圖像數(shù)字結(jié)構(gòu)圖像文件格式圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)2.4.1

圖像模式2.4.2

彩色空間2.4.3

圖像存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)2.4圖像數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)視覺(jué)感知要素光合電磁波譜圖像數(shù)字化圖像數(shù)字結(jié)構(gòu)圖像文件格式圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)1．灰度圖像

可由黑白照片數(shù)字化得到，或從彩色圖像進(jìn)行去色處理得到（256灰度級(jí)）2.4.1圖像模式視覺(jué)感知要素光合電磁波譜圖像數(shù)字化圖像數(shù)字結(jié)構(gòu)圖像文件格式圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)2．二值圖像

灰度圖像經(jīng)過(guò)二值化處理后的結(jié)果，兩個(gè)灰度級(jí)，只需用1bit表示。2.4.1圖像模式視覺(jué)感知要素光合電磁波譜圖像數(shù)字化圖像數(shù)字結(jié)構(gòu)圖像文件格式圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)3．彩色圖像彩色圖像的數(shù)據(jù)不僅包含亮度信息，還要包含顏色信息。彩色的表示方法是多樣化的。三基色模型：RGB（Red/Green/Blue，紅綠藍(lán)）

RGB三基色可以混合成任意顏色。2.4.1圖像模式視覺(jué)感知要素光合電磁波譜圖像數(shù)字化圖像數(shù)字結(jié)構(gòu)圖像文件格式圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)1)RGB彩色空間：面向硬件設(shè)備的彩色模型三基色原理三基色指可以用來(lái)調(diào)配出其它顏色的紅、綠、藍(lán)三種顏色。彩色圖像可由紅、綠、藍(lán)

三基色圖像疊加而成。2.4.2彩色空間視覺(jué)感知要素光合電磁波譜圖像數(shù)字化圖像數(shù)字結(jié)構(gòu)圖像文件格式圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)在RGB彩色空間中，任意彩色光的配色方程式為：2.4.2彩色空間視覺(jué)感知要素光合電磁波譜圖像數(shù)字化圖像數(shù)字結(jié)構(gòu)圖像文件格式圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)2)CMY彩色空間

自然界物體顏色光的形成方式將物體劃分為兩類(lèi)——發(fā)光物體和不發(fā)光物體，發(fā)光物體稱為有源物體，不發(fā)光物體稱為無(wú)源物體。無(wú)源物體是不發(fā)出光波的物體，其顏色由該物體吸收或反射哪些光波來(lái)決定，因此采用CMY三基色相減模型和CMY彩色空間描述。2.4.2彩色空間視覺(jué)感知要素光合電磁波譜圖像數(shù)字化圖像數(shù)字結(jié)構(gòu)圖像文件格式圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)

油墨和顏料的三基色是CMY（Cyan/Magenta/Yellow，青/洋紅/黃）而不是RGB，CMY三基色的特點(diǎn)是油墨和顏料用的越多，顏色越暗（或越黑），所以將CMY稱為三減色，而RGB稱為三加色。2.4.2彩色空間視覺(jué)感知要素光合電磁波譜圖像數(shù)字化圖像數(shù)字結(jié)構(gòu)圖像文件格式圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)3)HSI彩色空間

區(qū)分顏色常用的3種基本特性量：色調(diào)（Hue）、飽和度（Saturation）、強(qiáng)度（Intensity）。色調(diào)Hue：與混合光譜中主要光波長(zhǎng)相聯(lián)系飽和度Saturation：與一定色調(diào)的純度有關(guān)強(qiáng)度Intensity：與物體的反射率成正比2.4.2彩色空間視覺(jué)感知要素光合電磁波譜圖像數(shù)字化圖像數(shù)字結(jié)構(gòu)圖像文件格式圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)彩色空間（1）視覺(jué)感知要素光合電磁波譜圖像數(shù)字化圖像數(shù)字結(jié)構(gòu)圖像文件格式圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)彩色空間（2）視覺(jué)感知要素光合電磁波譜圖像數(shù)字化圖像數(shù)字結(jié)構(gòu)圖像文件格式圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)彩色空間（3）視覺(jué)感知要素光合電磁波譜圖像數(shù)字化圖像數(shù)字結(jié)構(gòu)圖像文件格式圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)1.

一維數(shù)組方式:行×列2.多波段圖像數(shù)據(jù)結(jié)合結(jié)構(gòu)1）按各個(gè)波段存儲(chǔ)

列

行紅綠藍(lán)2.4.3圖像存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)視覺(jué)感知要素光合電磁波譜圖像數(shù)字化圖像數(shù)字結(jié)構(gòu)圖像文件格式圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)2）按掃描行存儲(chǔ)紅綠藍(lán)

…第1行3）按各個(gè)像素存儲(chǔ)

紅綠藍(lán)

…（1，1）（1，2）2.多波段圖像數(shù)據(jù)結(jié)合結(jié)構(gòu)2.4.3圖像存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)視覺(jué)感知要素光合電磁波譜圖像數(shù)字化圖像數(shù)字結(jié)構(gòu)圖像文件格式圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)2.5.1BMP文件格式2.5.2GIF文件格式2.5.3TIFF文件格式2.5.4JPEG文件格式2.5.5DICOM文件格式2.5圖像文件格式視覺(jué)感知要素光合電磁波譜圖像數(shù)字化圖像數(shù)字結(jié)構(gòu)圖像文件格式圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)2.5.1

BMP文件格式不經(jīng)過(guò)壓縮直接按位存盤(pán)的文件格式，稱為位圖（bitmap）。2.5.2

GIF文件格式

GIF（graphicInterchangeFormat）是由CompuServe公司設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)的文件存儲(chǔ)格式，用于存儲(chǔ)圖形，也可以用來(lái)存儲(chǔ)256色圖像。擴(kuò)展名為gif。2.5圖像文件格式視覺(jué)感知要素光合電磁波譜圖像數(shù)字化圖像數(shù)字結(jié)構(gòu)圖像文件格式圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)2.5.3TIFF文件格式

TIFF（TaggedImageFileFormat）是相對(duì)經(jīng)典、功能很強(qiáng)的圖像文件存儲(chǔ)格式，擴(kuò)展名為tif或tiff。2.5.4JPEG文件格式由（國(guó)際）聯(lián)合圖像專(zhuān)家組（JointPhotographicExperts

Group）提出的靜止圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)文件格式，是面向常規(guī)彩色圖像及其它靜止圖像的一種壓縮標(biāo)準(zhǔn)。擴(kuò)展名為jpg或jpeg。2.5圖像文件格式視覺(jué)感知要素光合電磁波譜圖像數(shù)字化圖像數(shù)字結(jié)構(gòu)圖像文件格式圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)2.5.5DICOM文件格式

DICOM(DigitalImagingandCommunicationsin

Medicine)

是醫(yī)學(xué)圖像文件存儲(chǔ)格式，為各類(lèi)醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)的存檔、傳輸和共享而起草和頒布的。DICOM格式支持幾乎所有的醫(yī)學(xué)數(shù)字成像設(shè)備，例如CT、MR、DR、超聲、內(nèi)窺鏡、電子顯微鏡等，成為現(xiàn)代醫(yī)學(xué)圖像存儲(chǔ)傳輸技術(shù)和醫(yī)學(xué)影像學(xué)的主要組成部分。DICOM文件的常見(jiàn)擴(kuò)展名為DCM。2.5圖像文件格式視覺(jué)感知要素光合電磁波譜圖像數(shù)字化圖像數(shù)字結(jié)構(gòu)圖像文件格式圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)2.6.1圖像質(zhì)量的客觀評(píng)價(jià)2.6.2圖像質(zhì)量的主觀評(píng)價(jià)2.6圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)視覺(jué)感知要素光合電磁波譜圖像數(shù)字化圖像數(shù)字結(jié)構(gòu)圖像文件格式圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)歸一化方均誤差2.6.1圖像質(zhì)量的客觀評(píng)價(jià)視覺(jué)感知要素光合電磁波譜圖像數(shù)字化圖像數(shù)字結(jié)構(gòu)圖像文件格式圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)峰值方均誤差等效信噪比

f(j,k)——被變換的圖像場(chǎng)，A——f(j,k)的最大值2.6.1圖像質(zhì)量的客觀評(píng)價(jià)視覺(jué)感知要素光合電磁波譜圖像數(shù)字化圖像數(shù)字結(jié)構(gòu)圖像文件格式圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)的研究是圖像信息工程的基本技術(shù)之一。光電變換——傳輸——處理——記錄——其他變換圖像增強(qiáng)：就是為了改善圖像的主觀視覺(jué)顯示質(zhì)量圖像復(fù)原：是用于補(bǔ)償圖像的降質(zhì)，使復(fù)原后的圖像接近原像