第2章數(shù)字圖像處理基礎(chǔ)

第二章數(shù)字圖像處理基礎(chǔ)色度學(xué)基礎(chǔ)人的視覺特性圖像模型圖像數(shù)字化數(shù)字圖像的表示形式及特點(diǎn)2.1色度學(xué)基礎(chǔ)2.1.1色彩的產(chǎn)生2.1.2三基色原理2.1.3常見的顏色模型2.1.1色彩的產(chǎn)生物體之所以呈現(xiàn)出不同的顏色,就是由于物體反射(或透射)了可見光譜中的不同成分,同時(shí)又吸收了其余的成分,從而使人眼產(chǎn)生了不同的彩色感覺。一般來說,某一物體的顏色是該物體在特定光源照射下所反射(或透射)的一般人眼感受到的光有三種：直射光、反射光和投射光直射光：發(fā)光物體產(chǎn)生的光直接刺激人眼產(chǎn)生光感。如日光、照明光、顯象管熒光屏發(fā)出的光等。投射光：發(fā)光物體產(chǎn)生的光照射到透明或半透明物體上，通過物體投射過來的光。例如，玻璃是透明體，濾色片、電影膠片是半透明體。反射光：發(fā)光物體所產(chǎn)生的光照射到其他物體上,被其他物體反射而發(fā)出的光稱為反射光。一定可見光譜成分作用于人眼而引起的視覺效果。白色物體對不同波長的光具有相同的反射特性。白色物體在白光的照射下,將白光中所有色光都反射出來,從而呈現(xiàn)白色。既不反射光也不透射光,而能完全吸收入射光的物體,就呈現(xiàn)黑色。2.1.2三基色原理人眼的視網(wǎng)膜上存在有大量能在適當(dāng)亮度下分辨顏色的錐狀細(xì)胞，它們分別對紅光、綠光、藍(lán)光敏感。由此，紅（R）、綠（G）、藍(lán)（B）這三種顏色被稱為三基色。根據(jù)人眼的三基色吸收特性，人眼所感受到的顏色其實(shí)是三種基色按照不同比例的組合。則任一彩色C可表示為：2.1.3常見的顏色模型各種表示顏色的方法叫做顏色模型。目前使用最多的是RGB模型、CMYK模型、HSI模型。它們可以根據(jù)需要相互轉(zhuǎn)換。RGB模型這是最常見的色彩模型，由R(紅)、G(綠)、B(藍(lán))三個(gè)分量組成，三維空間中的三個(gè)軸分別與紅、綠、藍(lán)三基色相對應(yīng).原點(diǎn)對應(yīng)于黑色，離原點(diǎn)最遠(yuǎn)的頂點(diǎn)對應(yīng)于白色。從黑到白的灰度值分布在這兩個(gè)點(diǎn)的連線上，該線稱為灰色線。其他顏色則落在三維空間中由紅、綠、藍(lán)三基色組成的彩色立方體中。通常情況下以RGB色彩模型為基礎(chǔ)描述其它色彩模型。RGB模型在視頻和顯示器中廣泛使用。

RGB模型單位立方體CMY(K)模型RGB模式是顯示器上的顏色模式,而在圖像印刷中卻是用CMYK4色印刷模式來確定顏色的。是指通過混合青(Cyan)、品紅(Magenta)、黃(Yellow)與黑(Black)色來產(chǎn)生全彩色階調(diào)的顏色,這就是CMYK模式。其中Black以“K”表示(為了避免與Blue混淆)。這就是平常所說的減色模式,因?yàn)榍?、品紅、黃分別是光譜色中的紅、綠、藍(lán)的補(bǔ)色,從而模擬出白光被物體吸收了一部分色光后的反射光。CMYK模式中的顏色種類遠(yuǎn)不及RGB模式,但它卻是打印的標(biāo)準(zhǔn)模式,是印刷業(yè)所使用的顏色模式。HSI模型以色彩的色調(diào)(Hue)、飽和度(Saturation)、亮度(Intensity)三要素來表示。它反映了人的視覺系統(tǒng)觀察彩色的方式，同人對色彩的感知相一致，是適合人的視覺特性的色彩空間，在藝術(shù)上經(jīng)常使用HSI模型。這種模型的優(yōu)點(diǎn)在于它將亮度（I）與反映色彩本質(zhì)特性的兩個(gè)參數(shù)（色度（H）和飽和度（S））分開。色度由角度表示，它反映了該彩色最接近什么樣的光譜波長。一般假定0°表示的顏色為紅色，120°的為綠色，240°的為藍(lán)色。0°到240°的色相覆蓋了所有可見光譜的彩色，在240°到300°之間為人眼可見的非光譜色（紫色）。飽和度是指一個(gè)顏色的鮮明程度，飽和度越高，顏色越深，如深紅，深綠。飽和度參數(shù)是色環(huán)的原點(diǎn)（圓心）到彩色點(diǎn)的半徑的長度。由色相環(huán)可以看出，環(huán)的邊界上純的或飽和的顏色。在中心是中性（灰色）陰影，飽和度為0。

RGB轉(zhuǎn)換到HSI

對任何3個(gè)［0，1］范圍內(nèi)的R、G、B值，其對應(yīng)HSI模型中的I、S、H分量的計(jì)算公式為模型之間的轉(zhuǎn)換

HSI轉(zhuǎn)換到RGB

當(dāng)0°≤H<120°時(shí)，有當(dāng)120°≤H<240°時(shí)，有當(dāng)240°≤H<360°時(shí)，有若S、I、R、G、B的取值區(qū)間均為［0，1］，則Theintensitycomponent(I)isdecoupledfromthecolorcomponents(HandS),soitisidealforimageprocessingalgorithmdevelopment.HandSarecloselyrelatedtothewayhumanvisualsystemperceivescolors.HSImodelHSImodel(cont’)常見的彩色圖像處理流程2.2人眼的視覺原理2.2.1人眼的構(gòu)造2.2.2圖像的形成2.2.3視覺范圍和分辨力2.2.4視覺適應(yīng)性和對比靈敏度2.2.5亮度感覺2.2.6馬赫帶效應(yīng)2.2.7視覺模型2.2.1人眼的構(gòu)造（1）瞳孔：瞳孔后是晶狀體，其曲率可調(diào)節(jié)，以改變焦距，使不同距離的圖在視網(wǎng)膜上成象(照相機(jī)透鏡)。透明的角膜后是不透明的虹膜，虹膜中間的圓孔稱為瞳孔，其直徑可調(diào)節(jié)，控制進(jìn)入人眼內(nèi)之光通量(照相機(jī)光圈)。視網(wǎng)膜上集中了大量視細(xì)胞，分為兩類：錐狀細(xì)胞和桿狀細(xì)胞（2）晶狀體：（3）視細(xì)胞：錐狀細(xì)胞每只眼睛中大約有600萬到700萬個(gè)錐狀細(xì)胞，集中分布在視軸和視網(wǎng)膜相交點(diǎn)附近的黃斑區(qū)內(nèi)。

每個(gè)錐狀細(xì)胞都連接一個(gè)神經(jīng)末梢，因此，黃斑區(qū)對光有較高的分辨力，能充分識別圖像的細(xì)節(jié)。

錐狀細(xì)胞既可以分辨光的強(qiáng)弱，也可以辨別色彩。白天視覺過程主要靠錐狀細(xì)胞來完成，所以錐狀機(jī)覺又稱白晝視覺。按感光化學(xué)特性，錐狀細(xì)胞有三種，它們分別對紅、綠、藍(lán)顏色敏感，因此紅綠藍(lán)稱為人類視覺的三基色。三種錐狀細(xì)胞的光譜敏感曲線：桿狀細(xì)胞每只眼睛大約有7600萬個(gè)到15000萬個(gè)桿狀細(xì)胞。它廣泛分布在整個(gè)視網(wǎng)膜表面上，并且有若干個(gè)桿狀細(xì)胞同時(shí)連接在一根神經(jīng)上，因此，這條神經(jīng)只能感受多個(gè)桿狀細(xì)胞的平均光刺激，使得在這些區(qū)域的視覺分辨力顯著下降，無法辨別圖像中的細(xì)微差別，而只能感知視野中景物的總的形象。桿狀細(xì)胞不能感覺彩色，但對低照明度的景物柱往比較敏感，所以，夜晚所觀察到的景物只有黑白、濃淡之分，而看不清它們的顏色差別。由于夜晚的視覺過程主要由桿狀細(xì)胞完成，所以桿狀視覺又稱夜視覺。2.2.2圖像的形成人眼在觀察景物時(shí)，光線通過角膜、前室水狀液、水晶體、后室玻璃體，成像在視網(wǎng)膜的黃斑區(qū)周圍。視網(wǎng)膜上的光敏細(xì)胞感受到強(qiáng)弱不同的光刺激，產(chǎn)生強(qiáng)度不同的電脈沖，并經(jīng)神經(jīng)纖維傳送到視神經(jīng)中樞，由于不同位置的光敏細(xì)胞產(chǎn)生了和該處光的強(qiáng)弱成比例的電脈沖，所以，大腦中便形成了一幅景物的感覺。2.2.3視覺范圍和分辨力視覺范圍

人眼所能感覺到的亮度范圍，從10-4cd/m2到104cd/m2。注：cd—坎德拉，光通量。人眼并不能同時(shí)感受這樣寬的亮度范圍。事實(shí)上，在人眼適應(yīng)了某一平均的亮度環(huán)境以后，它所能感受的亮度范圍要小得多。當(dāng)平均亮度適中時(shí)，能分辨的亮度上、下限之比為1000：1。而當(dāng)平均亮度較低時(shí)，該比值只有10:1。即使是客觀上相同的亮度，當(dāng)平均亮度不同時(shí)，主觀感覺的亮度也不相同。人眼的明暗感覺是相對的，但由于人眼能適應(yīng)的平均亮度范圍很寬，所以總的視覺范圍很寬。

分辨力人眼的分辨力是指人眼在一定距離上能區(qū)分開相鄰兩點(diǎn)的能力，可以用能區(qū)分開的最小視角θ的倒數(shù)來描述，如下圖所示：上圖中，d表示能區(qū)分的兩點(diǎn)間的最小距離，l為眼睛和這兩點(diǎn)連線的垂直距離。人眼分辨力和環(huán)境照度、被觀察對象的相對對比度等因素有關(guān)。2.2.4視覺適應(yīng)性和對比靈敏度暗適應(yīng)性從亮環(huán)境進(jìn)入暗環(huán)境的適應(yīng)能力，約為30s。人眼之所以有暗適應(yīng)性，原因有二：一是暗環(huán)境中瞳孔放大,進(jìn)入眼睛的光通量增加；二是桿狀細(xì)胞代替了錐狀細(xì)胞工作，桿狀細(xì)胞對低照度景物更為敏感。亮適應(yīng)性只有幾秒鐘。原因在于錐狀細(xì)胞的恢復(fù)時(shí)間遠(yuǎn)少于桿狀細(xì)胞。人眼的亮度適應(yīng)性是人眼通過改變其整個(gè)靈敏度來實(shí)現(xiàn)的。相對對比度圖像對比度C1：圖像中最大亮度Bmax與最小亮度Bmin之比：2.2.5主觀亮度令S為主觀亮度，B為實(shí)際亮度，則：上式表明主觀亮度與實(shí)際亮度的自然對數(shù)成線性關(guān)系。下圖表示了主觀感覺同亮度的關(guān)系曲線。實(shí)線表示人眼能感覺的亮度范圍。意義：①重現(xiàn)圖像的亮度不必等于實(shí)際圖像的亮度，只要保持兩者的對比度不變及亮度層次不變，就能給人以真實(shí)的感覺；②人眼不能感覺出來的亮度差別在重現(xiàn)圖像時(shí)不必精確地復(fù)制出來。2.2.6亮度同時(shí)對比效應(yīng)擴(kuò)展：1）兩目標(biāo)物亮度相同，但人感覺背景暗的物體亮，背景亮的物體暗2）兩不同亮度的物體處于不同亮度的背景中，人會按對比度感覺物體的亮度對比3）人眼觀察對比度相近的兩個(gè)物體時(shí)，會認(rèn)為兩個(gè)物體的亮度接近2.2.6馬赫帶（Mach）效應(yīng)對于一幅亮度階躍變化的豎條灰度梯度圖像，其每一豎條寬度內(nèi)光強(qiáng)均勻分布，且相鄰豎條之間的強(qiáng)度差為常數(shù)。然而，人眼看起來每一豎條內(nèi)右邊要比左邊稍黑一些，這種現(xiàn)象稱為馬赫帶效應(yīng)。馬赫帶上的亮度過沖是眼睛對不同空間頻率產(chǎn)生不同視覺響應(yīng)的結(jié)果。視覺系統(tǒng)對空間高頻和空間低頻的敏感性較差，而對空間中頻則有較高的敏感性，因而在亮度突變處產(chǎn)生亮度過沖現(xiàn)象，這種過沖對人眼所見的景物有增強(qiáng)其輪廓的作用。2.2.7視覺模型大量實(shí)驗(yàn)和理論研究表明，眼睛對光強(qiáng)度的非線性響應(yīng)呈對數(shù)型，并且發(fā)生在視覺系統(tǒng)的開始附近（亦就是視覺信號在錐狀及桿狀細(xì)胞空間上發(fā)生相互作用之前）。由此得出人眼黑白視覺的簡單對數(shù)模型如下圖：低通

瞳孔、晶狀體和視細(xì)胞等限制了人眼的分辨率，也限制了視覺系統(tǒng)的上限頻率。高通

視神經(jīng)細(xì)胞側(cè)向抑制引起的Mach帶效應(yīng)對數(shù)

主觀亮度和客觀亮度之間的關(guān)系。2.3圖像模型圖像可以看作是空間各點(diǎn)光強(qiáng)度的集合:對二維圖像，可表示為：只考慮光的能量不考慮其波長時(shí)，圖像在視覺上表現(xiàn)為灰度圖像：式中，Vs(λ)為相對視敏函數(shù)。考慮不同光波長的彩色效應(yīng)時(shí)，圖像在視覺上表現(xiàn)為彩色圖像：式中：圖像內(nèi)容隨時(shí)間變化的圖像為運(yùn)動(dòng)圖像，反之為靜止圖像。靜止圖像是本課程的重點(diǎn)研究內(nèi)容。圖像與二維光強(qiáng)度函數(shù)有關(guān)，用函數(shù)f(x,y)表示。光是能量的一種形式，故：在每天的視覺活動(dòng)中，人眼看到的圖像一般都是由物體反射的光組成。f(x,y)可被看成由兩個(gè)分量組成：一個(gè)分量是在所見場景的入射的光量，另一分量是場景中被物體反射的光量。分別表示為i(x，y)和r（x，y）．則圖像可表示為：i(x,y)的性質(zhì)由光源確定，r(x,y)由場景中的物體特性確定。一般將單色圖像在某點(diǎn)的強(qiáng)度稱為灰度，以l表示，其取值范圍[Lmin，Lmax]叫作灰度范圍。一般將其定義為[0,L-1]。式中：在每天的視覺活動(dòng)中，人眼看到的圖像一般都是由物體反射的光組成。f(x,y)可被看成由兩個(gè)分量組成：一個(gè)分量是在所見場景的入射的光量，另一分量是場景中被物體反射的光量。2.4圖像數(shù)字化圖像數(shù)字化是將一幅圖像轉(zhuǎn)化成計(jì)算機(jī)能處理的形式——數(shù)字圖像的過程。它包含采樣和量化兩個(gè)過程。2.4.1采樣圖像采樣過程就是圖像空間離散化的過程，即將空間上連續(xù)的圖像變換成離散點(diǎn)的操作。（m,n）為采樣點(diǎn),稱為像素(Pixel)。二維(均勻)采樣函數(shù)

則采樣圖像fs(m,n)為：采樣圖像的頻譜

采樣圖像的頻譜

采樣圖像的頻譜Fs(u,v)是原圖像頻譜F(u,v)沿u、v方向以1/Δx、1/Δy為周期延拓而得原圖像頻譜采樣圖像頻譜對采樣圖像頻譜低通濾波，然后通過反傅立葉變換即可求得原圖像。！由采樣圖像重建原圖像的算法：上式中r為插值函數(shù)，其具體形式依賴于頻域中的低通濾波器的設(shè)計(jì)。則r(x,y)是sinc函數(shù)：例如，若

采樣間隔和采樣孔徑的大小是兩個(gè)很重要的參數(shù)。取樣和量化后的數(shù)字信號應(yīng)盡可能代表原始的連續(xù)圖像信號，且能夠使取樣后的離散圖像信號無失真地恢夏原始信號，因此采樣間隔的選取就非常重要。采樣示意圖在滿足采樣定理的前提下，采樣間隔的大小選取要依據(jù)原圖像中包含的細(xì)微濃淡變化來決定。一般，圖像中細(xì)節(jié)越多，采樣間隔應(yīng)越小。

過程量化示意圖（a）量化；(b)量化為8bit

2.4.2量化含義：采樣圖像各像素的灰度值從模擬量到離散量的轉(zhuǎn)換灰度值量化后的像素灰度值一般用一個(gè)字節(jié)8bit來表示?；叶燃墸阂环鶖?shù)字圖像中不同灰度值的個(gè)數(shù)稱為灰度級，用G表示。存儲一幅大小為M×N、灰度級數(shù)為G的圖像所需的存儲空間為M×N×k（bit）其中:

②非等間隔量化依據(jù)一幅圖像具體的灰度值分布的概率密度函數(shù)，按總的量化誤差最小的原則來進(jìn)行量化。實(shí)用上一般都采用等間隔量化。

等間隔量化和非等間隔量化

①等間隔量化

簡單地把采樣值的灰度范圍等間隔地分割并進(jìn)行量化。2.4.3采樣與量化參數(shù)的選擇不同采樣點(diǎn)數(shù)對圖像質(zhì)量的影響采樣點(diǎn)數(shù)越少，采樣間隔就越大，空間分辨率低，質(zhì)量差，嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)馬賽克;采樣點(diǎn)數(shù)越多，圖像質(zhì)量越好；當(dāng)量化級數(shù)Q一定時(shí)不同采樣點(diǎn)數(shù)對圖像質(zhì)量的影響（a）原始圖像(256×256)；（b）采樣圖像1(128×128)；（c）采樣圖像2(64×64)；（d）采樣圖像3(32×32)；（e）采樣圖像4(16×16)；（f）采樣圖像5(8×8)不同量化級數(shù)對圖像質(zhì)量的影響當(dāng)圖像的采樣點(diǎn)數(shù)一定時(shí)，量化級數(shù)越多，圖像質(zhì)量越好，量化級數(shù)越少，圖像質(zhì)量越差，量化級數(shù)最小的極端情況就是二值圖像，圖像出現(xiàn)假輪廓。不同量化級別對圖像質(zhì)量的影響（a）原始圖像(256色)；（b）量化圖像1(64色)；（c）量化圖像2(32色)；（d）量化圖像3(16色)；（e）量化圖像4(4色)；（f）量化圖像5(2色)（1）對緩變的圖像，應(yīng)該細(xì)量化，粗采樣，以避免假輪廓。（2）對細(xì)節(jié)豐富的圖像，應(yīng)細(xì)采樣，粗量化，以避免模糊（混疊）。限定數(shù)字圖像的大小時(shí)的采樣和量化原則：2.5數(shù)字圖像表示形式和特點(diǎn)2.5.1數(shù)字圖像表示

一幅數(shù)字圖像用二維矩陣f(m,n)表示，其中0≤m≤M-1,0≤n≤N-1。點(diǎn)(m,n)稱為像素nm0信息量大2.5.2數(shù)字圖像的特點(diǎn)

占用頻帶寬像素間相關(guān)性大視覺效果的主觀性大顯然:存儲一幅M×N的數(shù)字圖像，需要的存儲位數(shù)為：b

=

M

×N×k（2.11）2.3.2數(shù)字圖像的表示補(bǔ)充2.4空間分辨率和灰度級分辨率2.4.1空間分辨率和灰度級分辨率◆空間分辨率是圖像中可分辨的最小細(xì)節(jié)，主要由采樣間隔值決定?！粢环N常用的空間分辨率的定義是單位距離內(nèi)可分辨的最少黑白線對數(shù)目(單位是每毫米線對數(shù))，比如每毫米80線對。

1、空間分辨率

圖2.6空間分辨率的線對概念示例寬度為W的黑線寬度為W的白線一個(gè)寬度為

2W線對2.4.1空間分辨率和灰度級分辨率對于一個(gè)同樣大小的景物來說，對其進(jìn)行采樣的空間分辨率越高，采樣間隔就越小，景物中的細(xì)節(jié)越能更好地在數(shù)字化后的圖像中反映出來，也即反應(yīng)該景物的圖像的質(zhì)量就越高。2.4.1空間分辨率和灰度級分辨率一幅數(shù)字圖像的陣列大小（簡稱為圖像大?。┩ǔＳ肕×N表示。在景物大小不變的情況下，采樣的空間分辨率越高，獲得的圖像陣列M×N就越大；反之，采樣的空間分辨率越低，獲得的圖像陣列M×N就越小。在空間分辨率不變的情況下，圖像陣列M×N越大，圖像的尺寸就越大；反之，圖像陣列M×N越小，圖像的尺寸就越小。

2.4.1空間分辨率和灰度級分辨率當(dāng)簡單地把矩形數(shù)字化儀的尺寸看作是“單位距離”時(shí)，就可把一幅數(shù)字圖像的陣列大小M×N稱為該幅數(shù)字圖像的空間分辨率。

2.4.1空間分辨率和灰度級分辨率

2、灰度分辨率

灰度級分辨率是指在灰度級別中可分辨的最小變化，通常把灰度級級數(shù)L稱為圖像的灰度級分辨率。

#12.4.1空間分辨率和灰度級分辨率2.4.2

空間和灰度級分辨率對圖像視覺效果的影響

1、采樣數(shù)變化對圖像視覺效果的影響

下面的圖(a)給出了一幅灰度級分辨率為256，空間分辨率為512×512的圖像。圖(b)是從圖(a)的512×512的圖像中，每隔一行刪去一行和每隔一列刪去一列而得到的256×256的圖像。圖(c）、(d)、(e)、(f)的獲得與上述方法類似。

1、采樣數(shù)變化對圖像視覺效果的影響

(a)(b)(c)

(d)

(e)(f)

圖2.7采樣數(shù)變化對圖像視覺效果的影響示例

2.4.2

空間和灰度級分辨率對圖像視覺效果的影響

1、采樣數(shù)變化對圖像視覺效果的影響

從上面的圖(a)開始直到得到圖(f)的過程說明，原圖對應(yīng)的景物大小沒有變化，對原圖采樣的“線對”寬度也沒有變化,只是對同一景物圖像的采樣數(shù)目減少了。

由此說明：（1）在圖像的空間分辨率不變(這里指線對寬度不變)的情況下，采樣數(shù)越少，圖像越小。（2）在景物大小不變的情況下，圖像陣列M×N越小，圖像的尺寸就越小。

2.4.2

空間和灰度級分辨率對圖像視覺效果的影響

2、空間分辨率變化對圖像視覺效果的影響

下面的圖(a)給出了一幅灰度級分辨率為256，空間分辨率為512×512的圖像。圖(b)、(c）、(d)、(e)及(f)的灰度級分辨率與圖(a)相同(為256)，但空間分辨率依次降低為256×256、128×128、64×64、32×32和16×16(也即，線對寬度一次加寬了)。

2.4.2

空間和灰度級分辨率對圖像視覺效果的影響

（a）（b）（c）（d）（e）（f）圖2.8空間分辨率變化對圖像視覺效果的影響示例2.4.2

空間和灰度級分辨率對圖像視覺效果的影響

2、空間分辨率變化對圖像視覺效果的影響

上面各圖的共同特征是大小尺寸相同，這種特征的獲得是通過降低空間分辨率，也即增加采樣的線對寬度保證的。由此可見，隨著空間分辨率的降低，圖像中的細(xì)節(jié)信息在逐漸損失，棋盤格似的粗顆粒像素點(diǎn)變得越來越明顯。由此也說明，圖像的空間分辨率越低，圖像的視覺效果越差。2.4.2

空間和灰度級分辨率對圖像視覺效果的影響

3、灰度分辨率變化對圖像視覺效果的影響

下面的圖(a)給出了一幅灰度級分辨率為256，空間分辨率為512×512的圖像。圖(b)、(c）、(d)、(e)及(f)的空間級分辨率與圖(a)相同(為512×512)，但灰度分辨率依次降低為32、16、8、4和2。

2.4.2

空間和灰度級分辨率對圖像視覺效果的影響

（a）（b）（c）（d）（e）（f）圖2.9灰度分辨率變化對圖像視覺效果的影響示例

2.4.2

空間和灰度級分辨率對圖像視覺效果的影響

3、灰度分辨率變化對圖像視覺效果的影響

由上圖可見，隨著灰度分辨率的降低，圖像的細(xì)節(jié)信息在逐漸損失，偽輪廓信息在逐漸增加。圖中由于偽輪廓信息的積累，圖像已顯現(xiàn)出了木刻畫的效果。由此也說明：灰度分辨率越低，圖像的視覺效果越差。

2.4.2

空間和灰度級分辨率對圖像視覺效果的影響

2.5像素間的關(guān)系

本節(jié)在討論有關(guān)問題時(shí)約定：◆用諸如p、q和r這樣的一類小寫字母表示某些特指的像素；◆用諸如S、T和R這樣的一類大寫字母表示像素子集。

1、相鄰像素與4-鄰域

設(shè)圖像中的像素p位于(x，y)處，則p在水平方向和垂直方向相鄰的像素qi最多可有4個(gè)，其坐標(biāo)分別為：（x-1，y）,（x，y-1）,（x，y+1）,（x+1，y）由這4個(gè)像素組成的集合稱為像素p的4-鄰域,記為N4(p)。

2.5.1像素的相鄰和鄰域

2、對角相鄰像素與4-對角鄰域

設(shè)圖像中的像素p位于(x，y)處，則p的對角相鄰像素ri最多可有4個(gè)，其坐標(biāo)分別為：(x-1,y-1),(x-1,y+1),(x+1,y-1),(x+1,y+1)由這4個(gè)像素組成的集合稱為像素p的4-對角鄰域,記為ND(p)。2.5.1像素的相鄰和鄰域

3、8-鄰域

把像素p的4-對角鄰域像素和4-鄰域像素組成的集合稱為像素p的8-鄰域，記為N8(p)。

2.5.1像素的相鄰和鄰域

1、距離度量函數(shù)

對于坐標(biāo)分別位于（x,y），（u,v）和（w,z）處的像素p、q和r，如果：(1）D(p,q)≥0（D(p,q)=0，當(dāng)且僅當(dāng)p=q，即p和q是指同一像素）；