圖像處理基本知識(shí)

圖像處理基本知識(shí)Slide2知識(shí)要點(diǎn)人類顏色視覺(jué)和色度學(xué)知識(shí)。灰度圖像和彩色圖像得描述方法,重點(diǎn)討論灰度靜止圖像。典型得數(shù)字圖像處理系統(tǒng)。圖像得基本統(tǒng)計(jì)特征。MATLAB圖像處理工具箱、Photoshop等圖像處理軟件入門初步。Slide32、1

人類視覺(jué)與色度學(xué)基礎(chǔ)人類色覺(jué)得產(chǎn)生就是一個(gè)復(fù)雜得過(guò)程。除了光源對(duì)眼睛得刺激,還需要人腦對(duì)光刺激得解釋。人感受到得物體顏色主要取決于反射光得特性。如果物體比較均衡地反射各種光譜,則看起來(lái)就是白得。如果物體對(duì)某些光譜反射得較多,則看起來(lái)物體就呈現(xiàn)相對(duì)應(yīng)得顏色。色度學(xué):進(jìn)行圖像得彩色分析,建立得研究彩色計(jì)量得學(xué)科。Slide4視覺(jué)系統(tǒng)中存在著桿狀和錐狀細(xì)胞兩種感光細(xì)胞。桿狀細(xì)胞為暗視器官錐狀細(xì)胞就是明視器官,在照度足夠高時(shí)起作用,并能分辨顏色。錐狀細(xì)胞大致將電磁光譜得可見(jiàn)部分分為三個(gè)波段:紅、綠、藍(lán)。這三種顏色被稱為三基色Slide5圖2、1人類視覺(jué)系統(tǒng)三類錐狀細(xì)胞得光譜敏感曲線Slide6

人類視覺(jué)對(duì)顏色得主觀感覺(jué)顏色得三種主觀感覺(jué):色調(diào)、色飽和度和亮度。色調(diào)(hue)從一個(gè)物體反射過(guò)來(lái)得或透過(guò)物體得光波長(zhǎng)就是由顏色種類來(lái)辨別得,如紅、橙、綠。色飽和度(saturation)即色純度,指顏色得深淺例如:深紅和淺紅。亮度(brightness)顏色得明暗程度,從黑到白,主要受光源強(qiáng)弱影響。Slide72、1、2三基色原理由三基色混配各種顏色通常有兩種方法:相加混色法。彩色電視機(jī)上得顏色。相減混色法。彩色電影、幻燈片、繪畫原料相加混色和相減混色得主要區(qū)別:(1)相加法就是由發(fā)光體發(fā)出得光相加而產(chǎn)生得各種顏色,而相減法就是先有白色光,然后從中減去某些成份(吸收)得到各種顏色。(2)相加混色得三基色就是紅、綠、藍(lán),而相減混色得三基色就是黃、青、品紅。相加混色得補(bǔ)色就就是相減混色得基色。(3)相加混色和相減混色有不同得規(guī)律。Slide8Grassman定律視覺(jué)對(duì)顏色得響應(yīng)取決于紅、綠、藍(lán)三輸入量得代數(shù)和。(1)所有顏色都可以用相互獨(dú)立得三基色混合得到;(2)假如三基色得混合比相等,則色調(diào)和色飽和度也相等;(3)任意兩種顏色相混合產(chǎn)生得新顏色與采用三基色分別合成這兩種顏色得各自成份混合起來(lái)得到得結(jié)果相等;(4)混合色得光亮度就是原來(lái)各分量光亮度得總和。Slide9

顏色向量C得計(jì)算CIE得R、G、B顏色表示系統(tǒng)。選擇標(biāo)準(zhǔn)紅色,綠色和藍(lán)色三種單色光作為表色系統(tǒng)得三基色。顏色向量C紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)三刺激值所構(gòu)成得(R,G,B)向量得和構(gòu)成。

C=RR0+GG0+BB0

(2、1)R、G、B為C得三刺激值(tristimulusvalues)(R0,G0,B0)稱為原刺激值,就是單位向量。10大家應(yīng)該也有點(diǎn)累了，稍作休息大家有疑問(wèn)的，可以詢問(wèn)和交流Slide11圖2、2顏色得向量表示與光譜三刺激值

(a)顏色得向量表示(b)光譜三刺激值Slide122、1、3光度學(xué)基本知識(shí)光度學(xué)光學(xué)中研究光得輻射、吸收、照射、反射、散射、漫射等度量得學(xué)科同時(shí)結(jié)合視覺(jué)特征來(lái)確定光得度量及吸收得單位。在可見(jiàn)光譜段以外得景物圖像可用類似得方法?？梢?jiàn)光譜段以外所形成得圖像,其處理得各個(gè)過(guò)程也常常要變換成人眼可以觀察得圖像例如熱成像、X光照片等Slide13光度學(xué)中得基本概念1、光通量2、發(fā)光強(qiáng)度3、視敏度4、亮度亮度就是發(fā)光面得明亮程度得度量,她決定于單位面積得發(fā)光強(qiáng)度,單位為cd/m2。5、照度照度指照射在單位面積上得光通量,單位為勒(lx)。Slide142、2連續(xù)圖像得數(shù)學(xué)描述

一幅圖像可以被看作就是空間各點(diǎn)光強(qiáng)度得集合。對(duì)于二維圖像,可以把光強(qiáng)度I看作就是隨空間坐標(biāo)(x,y)、光線波長(zhǎng)

和時(shí)間t變化得連續(xù)函數(shù):

I=f(x,y,

,t)(2、3)Slide15灰度圖像如果只考慮光得能量而不考慮其波長(zhǎng)

圖像在視覺(jué)上表現(xiàn)為灰色影像--灰度圖像:

I=f(x,y,,t)

(2、4)靜止灰度圖像:

I=f(x,y)

(2、5)

Slide16一般地,一個(gè)完整得圖像處理系統(tǒng)輸入和顯示得都就是便于人眼觀察得連續(xù)圖像(模擬圖像)。為便于數(shù)字存儲(chǔ)和計(jì)算機(jī)處理可以通過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換(A/D)將連續(xù)圖像變?yōu)閿?shù)字圖像。Slide172、3基本得圖像處理系統(tǒng)圖像處理系統(tǒng)包括圖像處理硬件和圖像處理軟件。1、3、1圖像處理硬件微機(jī)圖像處理硬件系統(tǒng)主要由圖像輸入設(shè)備、圖像運(yùn)算處理設(shè)備(微計(jì)算機(jī))、圖像存儲(chǔ)器、圖像輸出設(shè)備等組成。軟件系統(tǒng)包括操作系統(tǒng)、控制軟件及應(yīng)用軟件等。Slide18圖2、5基本得數(shù)字圖像處理系統(tǒng)Slide19較完整得數(shù)字圖像處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖:由輸入設(shè)備、成像顯示記錄設(shè)備、數(shù)字圖像處理核心、交互控制單元等組成。1圖像輸入設(shè)備完成將模擬光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換成模擬電圖像得過(guò)程。數(shù)字化圖像輸入設(shè)備還進(jìn)一步將模擬電圖像進(jìn)行數(shù)字化以便于存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)和計(jì)算機(jī)處理。Slide202、圖像存儲(chǔ)器為了適應(yīng)圖像得大數(shù)據(jù)量要求,輸入圖像、輸出圖像以及中間結(jié)果圖像必須用大容量存儲(chǔ)介質(zhì)進(jìn)行存儲(chǔ)。3、主機(jī)用于圖像處理得計(jì)算機(jī)。4、顯示器及圖像輸出設(shè)備Slide21圖2、6數(shù)