圖像處理基本知識

圖像處理基本知識Slide2知識要點(diǎn)人類顏色視覺和色度學(xué)知識?；叶葓D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

人類視覺與色度學(xué)基礎(chǔ)人類色覺得產(chǎn)生就是一個(gè)復(fù)雜得過程。除了光源對眼睛得刺激,還需要人腦對光刺激得解釋。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,則看起來就是白得。如果物體對某些光譜反射得較多,則看起來物體就呈現(xiàn)相對應(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人類視覺系統(tǒng)三類錐狀細(xì)胞得光譜敏感曲線Slide6

人類視覺對顏色得主觀感覺顏色得三種主觀感覺:色調(diào)、色飽和度和亮度。色調(diào)(hue)從一個(gè)物體反射過來得或透過物體得光波長就是由顏色種類來辨別得,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定律視覺對顏色得響應(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得到得結(jié)果相等;(4)混合色得光亮度就是原來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的，可以詢問和交流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)合視覺特征來確定光得度量及吸收得單位。在可見光譜段以外得景物圖像可用類似得方法?？梢姽庾V段以外所形成得圖像,其處理得各個(gè)過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

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

圖像在視覺上表現(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)字存儲和計(jì)算機(jī)處理可以通過數(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)字化以便于存儲介質(zhì)存儲和計(jì)算機(jī)處理。Slide202、圖像存儲器為了適應(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介質(zhì)進(jìn)行存儲。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)