數(shù)字圖像處理與分析基礎(chǔ)第三章基礎(chǔ)知識(shí)

數(shù)字圖像處理與分析基礎(chǔ)第三章基礎(chǔ)知識(shí)1第1頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第三章圖像處理基礎(chǔ)知識(shí)1、圖像處理的視覺(jué)基礎(chǔ)2、圖像的數(shù)學(xué)模型3、圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)4、對(duì)設(shè)計(jì)圖像處理系統(tǒng)的影響2第2頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五3.1圖像處理的視覺(jué)基礎(chǔ)視覺(jué)生理/視覺(jué)特性/視覺(jué)模型視覺(jué)基礎(chǔ)/視覺(jué)應(yīng)用它們與圖像研究的關(guān)系見(jiàn)圖3-1。

3第3頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五圖3-1視覺(jué)研究與圖像的關(guān)系視覺(jué)研究基礎(chǔ)研究視覺(jué)心理現(xiàn)象法則（心理學(xué)）視覺(jué)信息加工機(jī)理（生理學(xué)）應(yīng)用研究視環(huán)境的改善和視機(jī)能應(yīng)用（照明工程學(xué)、人類工程學(xué)）圖像改善和評(píng)價(jià)（圖像工程）模擬視覺(jué)機(jī)能的信息處理（信息工程、人工智能心理測(cè)定模擬技術(shù)4第4頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五1、圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)與視覺(jué)心理對(duì)圖像質(zhì)量的最終評(píng)價(jià)是由人的感覺(jué)器官和心理狀態(tài)來(lái)決定的。與圖像內(nèi)容以及觀察者的心理因素有關(guān)。從圖像信息傳輸角度出發(fā)，圖像系統(tǒng)評(píng)價(jià)的真正尺度應(yīng)該是發(fā)出信息者的意圖為接收信息者所理解的程度，而不是對(duì)發(fā)出信息者發(fā)出的圖像象素信息集合的簡(jiǎn)單接收。5第5頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2、畫面組成和視覺(jué)心理“”視野——指眼球不動(dòng)時(shí)所能見(jiàn)到的范圍如果把注視點(diǎn)作為中心，可見(jiàn)的范圍上方約65。，下方約75。，左右視角約為104。

(現(xiàn)在的電視畫面約占7。~8。)，但視力好的部位僅限于中央2。~3。左右。為了適應(yīng)大的畫面和立體景象的機(jī)理，眼球必須轉(zhuǎn)動(dòng)使視線移動(dòng)。中心視力分辨率強(qiáng)，可以進(jìn)行圖像細(xì)節(jié)的認(rèn)識(shí)。周邊視力分辨率差，可以將視目標(biāo)特征部分檢出，利用檢出的目標(biāo)圖像特征去控制眼球運(yùn)動(dòng)。另外周邊視可以認(rèn)識(shí)圖像的全貌，而中心視只能認(rèn)識(shí)圖像的一小部分。要產(chǎn)生充分的臨場(chǎng)感，畫面尺寸應(yīng)該產(chǎn)生30。以上視野，如寬銀幕電影。6第6頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五3、視覺(jué)的時(shí)空頻率分析影響圖像銳度的主要因素。視覺(jué)神經(jīng)具有的Mach效應(yīng)和Roca—Sulzer微分效應(yīng)，中樞神經(jīng)的Craik-Obrien積分效應(yīng)等是視覺(jué)信息處理的基礎(chǔ)，因此可以將視覺(jué)特性和圖像處理結(jié)合起來(lái)研究。空間分辨力人眼對(duì)空間景物細(xì)節(jié)的分辨能力有限，對(duì)黑白圖像約為一度。時(shí)間分辨力對(duì)亮度的響應(yīng)有時(shí)延和殘留，因而對(duì)景物亮度的變化也有分辨力，過(guò)快的變化無(wú)法分辨“視覺(jué)惰性”。當(dāng)離散畫面的重復(fù)頻率不低于24Hz時(shí)，可形成連續(xù)畫面的感覺(jué)，即人眼不能分辨相鄰兩幅畫面間的差別，而低于24Hz時(shí)，有閃爍感。7第7頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五3、視覺(jué)的時(shí)空頻率分析人眼對(duì)畫面靜止部分的分辨率高于活動(dòng)部分，對(duì)靜止部分減少時(shí)間分辨率，而對(duì)活動(dòng)部分減少空間分辨率，可以達(dá)到數(shù)據(jù)壓縮的效果。幅度分辨力人眼對(duì)景物亮度層次的分辨力也有限，過(guò)小的亮度差別無(wú)法分辨。對(duì)彩色圖像的色調(diào)和飽和度的分辨力人的視覺(jué)對(duì)彩色細(xì)節(jié)的分辨力要比亮度細(xì)節(jié)差，在國(guó)際無(wú)線電咨詢委員會(huì)（ITU-R，原CCIR）601標(biāo)準(zhǔn)中，就利用了這種特性，將色差信號(hào)的空間分辨率減半，仍可以得到非常好的圖像質(zhì)量。對(duì)立體圖像的景深分辨力等8第8頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五4、視覺(jué)生理和模型的研究視覺(jué)生理指視覺(jué)信息的產(chǎn)生部分——視細(xì)胞(圖像信息感受器)和其它神經(jīng)細(xì)胞以及大腦高級(jí)中樞的神經(jīng)系統(tǒng)的信息產(chǎn)生、傳輸和處理的機(jī)理插入單個(gè)細(xì)胞的微小電極，側(cè)抑制現(xiàn)象、馬赫效應(yīng)等對(duì)大腦高級(jí)神經(jīng)中樞的“思考過(guò)程”才剛起步。9第9頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五人類視覺(jué)機(jī)制今后的研究方向從基礎(chǔ)研究逐步轉(zhuǎn)到和圖像相關(guān)的視覺(jué)綜合化、體系化的研究。搞清決定圖像質(zhì)量的主觀因素，做出其總的結(jié)構(gòu)模型；找出人腦真正接收信息的容量，大腦有效接收?qǐng)D像的顯示方式；弄清圖像信源和信宿的結(jié)構(gòu)，建立起包括人的因素在內(nèi)的信息論；研究視覺(jué)和其它感覺(jué)的相乘作用，即視覺(jué)和其它感覺(jué)的互相影響；開(kāi)發(fā)自組織作用的綜合研究，進(jìn)一步建立發(fā)展“思考過(guò)程”；研究視覺(jué)和行為的關(guān)系。10第10頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五視覺(jué)基礎(chǔ)講述內(nèi)容人類視覺(jué)感知過(guò)程視覺(jué)的簡(jiǎn)單數(shù)學(xué)模型色度學(xué)知識(shí)PhilosophicalConsiderations11第11頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五3.1.1人類視覺(jué)感知過(guò)程人眼結(jié)構(gòu)眼睛中圖像的形成視覺(jué)特性12第12頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五視覺(jué)生理特點(diǎn)對(duì)圖像處理方法的影響很大1、人眼的結(jié)構(gòu)13第13頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五圖3-3視錐細(xì)胞和視桿細(xì)胞在視網(wǎng)膜上的分布錐狀（cone）視覺(jué)：白晝視覺(jué)，色彩；桿狀（rod）視覺(jué)：夜視覺(jué)，低照度敏感。14第14頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2、眼睛中圖像的形成成像的幾何原理視覺(jué)信息的產(chǎn)生視覺(jué)信息的傳遞視覺(jué)信息的加工處理15第15頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（1）成像的幾何原理圖3-4用眼睛觀察樹(shù)的光學(xué)表示法，C點(diǎn)為晶狀體的光學(xué)中心當(dāng)晶狀體的折射能力由最小變到最大時(shí)，晶狀體的聚焦中心與視網(wǎng)膜之間的距離由17mm縮小到14mm。當(dāng)眼睛聚焦到遠(yuǎn)于3m的物體時(shí)，晶狀體的折射能力最弱，當(dāng)聚焦到非常近的物體時(shí)，其折射能力最強(qiáng)。

16第16頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五成像尺寸計(jì)算觀測(cè)者看一個(gè)距離100m，高15m的樹(shù)。設(shè)x表示視網(wǎng)膜上形成的圖像的大小，單位mm，有:15/100=x/17,x=2.55mm17第17頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（2）視覺(jué)信息的產(chǎn)生光—化—電過(guò)程色覺(jué)理論主要有兩種三色學(xué)三種視色素，對(duì)光的影響峰值分別在紅、綠、藍(lán)區(qū)，綜合后形成色覺(jué)信息。四色學(xué)說(shuō)三對(duì)視色素(白-黑，紅-綠，黃-藍(lán))，它們的組合響應(yīng)產(chǎn)生色覺(jué)信息18第18頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五Fig3人類感光細(xì)胞的敏感曲線400450500550600650700100806040200藍(lán)綠紅波長(zhǎng)（nm)光吸收特性%三種不同頻率響應(yīng)的錐，各對(duì)紅、綠、藍(lán)具有最強(qiáng)的響應(yīng)，彩色的識(shí)別功能19第19頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（3）視覺(jué)信息的傳遞眼球內(nèi)眼球外20第20頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（4）視覺(jué)信息的加工處理簡(jiǎn)單型細(xì)胞檢測(cè)圖像的明暗邊界和線條的位置和方向，復(fù)雜型細(xì)胞對(duì)直線和邊界的運(yùn)動(dòng)方向敏感，低級(jí)超復(fù)雜型細(xì)胞檢測(cè)直線和邊界的長(zhǎng)度、寬度，而高級(jí)超復(fù)雜型細(xì)胞可以檢測(cè)曲線和邊緣曲度等21第21頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五3、視覺(jué)特性亮度適應(yīng)與鑒別分辨力對(duì)比靈敏度同時(shí)對(duì)比效應(yīng)閾值效應(yīng)和掩蓋效應(yīng)視覺(jué)運(yùn)動(dòng)特性視覺(jué)空間頻率特性視覺(jué)時(shí)間頻率特性22第22頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五圖3-5主觀亮度感受特性23第23頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（2）分辨力在不同的亮度適應(yīng)級(jí)，人眼的分辨力不同，如圖3-6所示，I是背景光強(qiáng)，I是光強(qiáng)的變化，稱為韋伯比，表示光強(qiáng)分辨力

圖3-6光強(qiáng)分辨力的典型韋伯比24第24頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（3）對(duì)比靈敏度II+II/I強(qiáng)度I2%具有恒定背景的對(duì)比靈敏度25第25頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（4）同時(shí)對(duì)比效應(yīng)I0I+III/I強(qiáng)度I2%具有可變背景的對(duì)比靈敏度心理學(xué)實(shí)驗(yàn)表明，人眼感受到的亮度不是光強(qiáng)的簡(jiǎn)單函數(shù)，如馬赫帶效應(yīng)和同時(shí)對(duì)比效應(yīng)。26第26頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五馬赫帶效應(yīng)圖3-727第27頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五同時(shí)對(duì)比效應(yīng)圖3-828第28頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（5）視覺(jué)閾值效應(yīng)和掩蓋效應(yīng)視覺(jué)閾值正好可以被看到的刺激（干擾或失真）值，它是一個(gè)統(tǒng)計(jì)值，在圖像質(zhì)量的主觀評(píng)價(jià)中有廣泛的應(yīng)用?！把谏w效應(yīng)視覺(jué)閾值隨圖像內(nèi)容的變化而變化，在平坦區(qū)閾值低，對(duì)失真也敏感；在邊緣和紋理區(qū)，視覺(jué)存在掩蓋效應(yīng)，對(duì)失真不敏感。29第29頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（6）視覺(jué)運(yùn)動(dòng)特性周邊視力對(duì)圖像中運(yùn)動(dòng)變化部分很靈敏，有特征抽取作用，從而控制眼肌轉(zhuǎn)動(dòng)視軸，使視力集中對(duì)準(zhǔn)這些部位，以便看清其細(xì)節(jié)。電視眼球標(biāo)記攝像機(jī)(televisioneye-markercamera)試驗(yàn)30第30頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（7）視覺(jué)空間頻率特性亮暗在空間上作正弦變化的條紋圖案，物理對(duì)比度和感覺(jué)對(duì)比度之比隨空間頻率變化而變化的曲線，稱為調(diào)制傳遞函數(shù)MTF(ModulationTransferFunction)

對(duì)比靈敏度100010010110100圖3-9典型MTF曲線空間頻率/cdeg-131第31頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五圖3-10閃爍對(duì)MTF的影響閃爍頻率為1HZ閃爍頻率為6HZ閃爍頻率為16HZ閃爍頻率為20HZ對(duì)比靈敏度300100301030.3131030空間頻率/cdeg-132第32頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（8）視覺(jué)時(shí)間頻率特性125102050Hz視覺(jué)閾值0.01

0.1圖3-11時(shí)間頻率特性時(shí)間頻率/Hz33第33頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五3.1.2視覺(jué)的簡(jiǎn)單數(shù)學(xué)模型亮度視覺(jué)模型彩色視覺(jué)模型34第34頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五1、亮度視覺(jué)模型輸入圖像Ii(x,y)光學(xué)系統(tǒng)H(x,y)輸出圖像Io(x,y)圖3-13線性光學(xué)系統(tǒng)光學(xué)系統(tǒng)的調(diào)制傳遞函數(shù)MTF

35第35頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五簡(jiǎn)單的黑白視覺(jué)對(duì)數(shù)模型神經(jīng)信號(hào)光接受器對(duì)數(shù)線性系統(tǒng)圖3-143黑白視覺(jué)對(duì)數(shù)模型36第36頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五視覺(jué)信息的融合號(hào)數(shù)-2-4圖3-15側(cè)抑制結(jié)構(gòu)…………LOGa1LOGanLOGa2網(wǎng)膜信號(hào)感受器加權(quán)因子LOGa1LOGa0LOGan37第37頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五黑白視覺(jué)擴(kuò)展模型inout|H2(Wx,Wy)||H1(Wx,Wy)|H1(Wx,Wy)H2(Wx,Wy)H3(Wx,Wy)光感受器線性系統(tǒng)線性系統(tǒng)線性系統(tǒng)非線性網(wǎng)絡(luò)|H3(Wx,Wy)|38第38頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2、彩色視覺(jué)模型Thomas—Young三色假說(shuō)

g3g1g2d3d2d1e3e1e2線性系統(tǒng)-黃綠色視錐感受器藍(lán)色視錐感受器綠色視錐感受器LOGLOGLOG+-+H2(Wx,Wy)H1(Wx,Wy)H3(Wx,Wy)神經(jīng)信號(hào)圖3-16彩色視覺(jué)模型39第39頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五彩色響應(yīng)在圖3-16模型中，e1、e2、e3代表視網(wǎng)膜三個(gè)具有S1()、S2()、S3()譜靈敏度的感受器，其輸出分別為

C()為入射光譜的能量分布函數(shù)

40第40頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五彩色信息融合e1、e2、e3經(jīng)對(duì)數(shù)傳傳遞后合并為d1、d2、d3輸出：41第41頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五色譜靈敏度曲線波長(zhǎng)（nm）S1()S2()S3()相對(duì)靈敏度1.00.50450500550600650圖3-17根據(jù)Konig數(shù)據(jù)得到的視網(wǎng)膜錐狀細(xì)胞的色譜靈敏度曲線42第42頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五圖3-19彩色視覺(jué)擴(kuò)展型模型線性系統(tǒng)-++-黃綠色視錐感受器藍(lán)色視錐感受器綠色視錐感受器HE2(Wx,Wy)HE1(Wx,Wy)HE3(Wx,Wy)非線性網(wǎng)絡(luò)非線性網(wǎng)絡(luò)非線性網(wǎng)絡(luò)HL2(Wx,Wy)HL1(Wx,Wy)HL3(Wx,Wy)神經(jīng)信號(hào)43第43頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五3.1.3色度學(xué)3個(gè)基本顏色——紅（R,red）、綠(G,green)和藍(lán)(B,blue)國(guó)際照明委員會(huì)（CIE），1931年規(guī)定3種基本色的波長(zhǎng)為R:700nm,G:546.1nm,B:435.8nm。44第44頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五三色系統(tǒng)圖3-20彩色加法系統(tǒng)（左）與減法系統(tǒng)（右）利用3基色疊加可產(chǎn)生光的3補(bǔ)色：品紅（M,magenta，即紅加藍(lán)）、藍(lán)綠（C,cyan，即綠加藍(lán)）、黃（Y,yellow，即紅加綠）。按一定的比例混合3基色或?qū)?個(gè)補(bǔ)色與相對(duì)的基色混合就可以產(chǎn)生白色。光的混合滿足加色定理。45第45頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五色度圖46第46頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五顏色特征區(qū)分顏色通常用3種基本特性：輝度（又常用亮度、明度）色調(diào)飽和度。色調(diào)和飽和度合起來(lái)稱為色度。顏色可以用輝度和色度共同表示47第47頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五坐標(biāo)系為組成某種顏色所需的紅、綠、藍(lán)的量稱為3個(gè)刺激量，分別用R、G、B表示。

顏色還可以用色品值r、g、b（相對(duì)色系數(shù)）表示，定義如下

48第48頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五彩色匹配規(guī)則：任何彩色可以用不多于三個(gè)基色配成；混合色的光亮度等于各分量亮度之和；人眼不能分解混合彩色的各個(gè)分量；在某一亮度等級(jí)上的彩色匹配可適用于較寬的亮度范圍；彩色相加定律：若一彩色C1與彩色C2相匹配（同樣彩色感覺(jué)），而彩色C’1與彩色C’2相混合的彩色匹配，可以如下表示：[C1]=[C2]，即C1彩色與C2彩色相匹配；1[C1]+2[C2]，即一混合色包含1份的[C1]和2份的[C2]。彩色相加定律表示為：若[C1]=[C2]，[C’1]=[C’2]則 1[C1]+2[C2]=1[C’1]+2[C’2]49第49頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五彩色匹配彩色相減：當(dāng)C1、C2混合色與C’1、C’2混合色相匹配時(shí)，若C2與C’2相匹配，則C1和C’1也匹配，即已知[C1]+[C2]=[C’1]+[C’2]，若[C’2]=[C2]，則[C’1]=[C1]轉(zhuǎn)移定律：若C1與C2匹配，C2又與C3匹配，則C1與C3匹配，即已知[C2]=[C1]，[C2]=[C3]，則[C1]=[C3]匹配定律（Grassman定理）：在亮度既不太高，也不太低的條件下，有三種配色方案：

[C]=1[C1]+2[C2]+3[C3][C]+1[C1]=2[C2]+3[C3][C]+1[C1]+2[C2]=3[C3]50第50頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五小結(jié)研究眼的生理特點(diǎn)非常重要，對(duì)顯示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)具有決定性意義仿生的圖像處理系統(tǒng)是目前研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)51第51頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五3.2圖像的數(shù)學(xué)模型

Image’sMathematicModel連續(xù)模型離散模型隨機(jī)場(chǎng)模型52第52頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五3.2.1圖像的連續(xù)模型基本的連續(xù)模型照明反射模型通用的彩色模型彩色電視色度坐標(biāo)噪聲模型53第53頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五1、基本的連續(xù)模型圖像可以用灰度級(jí)G在x，y二維空間的連續(xù)變換來(lái)描述，即：

Sg(x,y)f(x,y)圖3.2.1圖像處理的基本框圖圖像=g(x,y)， 時(shí)間序列圖像的描述為：圖像序列={g1(x,y),g2(x,y),…,gt(x,y)}或：圖像序列=g(x,y,t)。 圖像處理

f(x,y)=S[g(x,y)] (3-23)式（3-23）中S可以是有意施加的某種處理方法，也可以是圖像系統(tǒng)中導(dǎo)致圖像退化的原因。

G(x,y)=S-1[f(x,y)] (3-24)式(3-24)是圖像復(fù)原的基本模型。54第54頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（2）、照明反射模型（3）、彩色模型2、離散模型3、隨機(jī)場(chǎng)模型三、圖像的數(shù)字化f(x,y)=i(x,y)r(x,y),其中0i(x,y)Bm,0r(x,y)1,i(x,y)照射分量，r(x,y)反射分量，Bm最大光照強(qiáng)度。gminggmax,gmin=iminrmin,gmax=imaxrmax。

[gmin

，gmax

]是圖像灰度范圍。該模型常用于同態(tài)濾波，計(jì)算機(jī)圖形：真實(shí)感模型2、照明反射模型55第55頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五3、通用的彩色模型RGB模型HSI模型56第56頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（1）RGB模型圖3-2557第57頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五xyz相對(duì)三色系數(shù)（色品坐標(biāo)）x+y+z=1,(x,y)CIE色度圖。對(duì)應(yīng)于x=y=0.33的E點(diǎn)，稱等能量點(diǎn)，CIE標(biāo)準(zhǔn)白光。0.800.20.8xy520nm700-770nm紅藍(lán)綠NTSCPAL紫

色度圖色品坐標(biāo)系58第58頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五NTSC美國(guó)Nationaltelevisionsystemcommittee:YIQ，Y亮度，I、Q色度Y=0.299R+0.587G+0.114BI=0.5R-0.231G-0.269BQ=0.203R-0.5G+0.297BPAL(Phasealternationline):YUV，Y亮度，U、V色度Y=0.299R+0.587G+0.114BU=-0.169R-0.331G+0.5BV=0.5R-0.419G-0.081B彩色信號(hào)傳輸：亮度、色度信號(hào)59第59頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（2）HSI模型視覺(jué)生理模型色調(diào)（H，Hue）、色飽和度（S，Saturation）以及明度（I，Intensity）（Museum，孟塞爾顏色系統(tǒng)）在特定應(yīng)用環(huán)境中，用于圖像分析有特殊的優(yōu)勢(shì)在只有光照亮度發(fā)生變化的應(yīng)用中，不考慮明度，只使用色度進(jìn)行區(qū)域分割。60第60頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五圓錐體模型61第61頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五RGB到HSI62第62頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五HSI到RGB63第63頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五顏色特征豐富了圖像處理的方法色彩的識(shí)別，色彩分解，提取特征。濾色鏡，遙感、著色后細(xì)胞紅綠藍(lán)紅黃綠藍(lán)紫64第64頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五4、彩色電視色度坐標(biāo)系統(tǒng)RGB三基色系統(tǒng)稱為“物理三基色”

CIE另外規(guī)定了一種虛擬的三基色系（XYZ）標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)，在匹配各種彩色時(shí)，三基色系數(shù)都是正值65第65頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五NTSCNTSC制式彩色電視接收顯示原色的系統(tǒng)RNGNBN，發(fā)送系統(tǒng)YIQ均建立在XYZ之上

66第66頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五彩色坐標(biāo)間的關(guān)系相關(guān)的其它變換關(guān)系為

67第67頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五5、噪聲的模型噪聲的特征噪聲的來(lái)源噪聲模型68第68頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（1）噪聲的特征圖像信號(hào)，f(x,y)噪聲，n(x,y)，隨機(jī)性的，可以用隨機(jī)過(guò)程來(lái)描述。一般常用統(tǒng)計(jì)特征來(lái)描述，如均值、方差、相關(guān)函數(shù)等。均值E[n(x,y)]反映噪聲的直流分量，均方值E{n2(x,y)}反映噪聲的總功率，均方差E{(n(x,y)-E[n(x,y)])2}描述噪聲的交流功率，均值的平方[E{n(x,y)}]2，表示噪聲的直流功率。69第69頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（2）噪聲的來(lái)源外部噪聲：從處理系統(tǒng)外來(lái)的影響，如電磁波干擾。內(nèi)部噪聲：(1)由光和電的基本性質(zhì)引起的噪聲。(2)機(jī)械運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的噪聲。(3)元器件材料本身的缺陷帶來(lái)的噪聲。(4)系統(tǒng)內(nèi)部電路噪聲。70第70頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五噪聲分類從統(tǒng)計(jì)觀點(diǎn)看平穩(wěn)噪聲凡是統(tǒng)計(jì)特征不隨時(shí)間變化的；非平穩(wěn)噪聲統(tǒng)計(jì)特征隨時(shí)間變化的。從噪聲幅度分布的統(tǒng)計(jì)來(lái)看其密度函數(shù)有高斯型、瑞利型等，分別稱為高斯噪聲和瑞利噪聲。按噪聲頻譜形狀命名的，如頻譜均勻分布的噪聲稱為白噪聲，頻譜與頻率成反比的稱為1/f噪聲，頻譜與頻率平方成正比的稱為三角噪聲71第71頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（3）噪聲的模型加法性噪聲：g(x,y)=f(x,y)+n(x,y)

（3-43）乘法噪聲：g(x,y)=f(x,y)[1+n(x,y)]=f(x,y)+f(x,y)n(x,y)

（3-44）

72第72頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五3.2.2離散模型73第73頁(yè)，共85頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

數(shù)字圖像，數(shù)字化（1）連續(xù)畫面空間坐標(biāo)離散化——采樣：方形、三角形、正六角形點(diǎn)陣等。采樣點(diǎn)陣（2）采樣點(diǎn)（像素）幅值（實(shí)數(shù)）取整