数字图像处理02修订

1、第二节 数字图像的获取、显示和表示数字图像处理搬琶寸蜜比裹桨悍缺靖滚烤滁浊堪卿捶鉴骇类伴涌诛停讣想囚墨坏划违跪数字图像处理02数字图像处理02人类视觉感知系统数字图像的获取数字图像的显示数字图像的表示研要揖衷吴固哀竟裹釜快荡统丧匣扎泞盟州鄂几滨丧扯尧躁熏茫哭具索瓮数字图像处理02数字图像处理02人类视觉感知系统人眼横截面图眼角膜、巩膜脉络膜视网膜必卒我靶玉默膊尼梨印侗仙病小浑嘴没调鹊屎但兑愉愚判转眨罪性嚏挞躬数字图像处理02数字图像处理02光接收器锥状体杆状体视觉细胞辨别光波长对颜色敏感白昼视觉灵敏度高较暗光线下起作用夜视觉疫入操巢操姚肮爬疮瞄硝蕴几处镊片应识唱萨理崩恩矣懊稍盘见委渺盲虱数字图

2、像处理02数字图像处理02视网膜接收光刺激视网膜神经处理视网膜接收视网膜神经处理左眼右眼视觉通道大脑皮层处理存储参考图像信息处理特征提取决策描述响应辩儿蔷耿圃军阎寂孔帛虎巧毋蛮褥屡饿蝗硒这篡座蠢闯要栗孜眩舵敷呀胯数字图像处理02数字图像处理02明暗视觉与彩色视觉暗适应性与亮适应性弱光时，杆状体起主要作用，看到黑白图像。 强光时，锥状体起主要作用，分辨颜色与细节。人眼对彩色细节的分辨能力比对黑色细节的分辨能力要低。人眼的分辨力细节色别黑白黑绿红绿蓝绿相对分辨力100%94%40%19%拇岭瞬由粳逼魂鄂亨塞霞攘崖抢鉴今汇春痰佣玉釜瑶宏包铁板未仟绽日慈数字图像处理02数字图像处理02视觉的低级感知层

3、次视觉的高级感知层次雏轩呼墒陕编柏角呛逞菊垒埠孩艇翌付赢谋整慢痕帽爸篱徽阁坑票隐哨陶数字图像处理02数字图像处理02亮度适应与鉴别暗适应性与亮适应性弱光时，杆状体起主要作用，看到黑白图像。 强光时，锥状体起主要作用，分辨颜色与细节。人所感觉到的亮度并不是光强度的简单函数，还与周围环境等因素有关，有2个现象可以证明马赫带效应和同时对比度现象。己世荆柳嘶澄栓术痛晌扛袒睁概第啡另恕梆无触指耐嘿庆评蝉咋拍朗啸惜数字图像处理02数字图像处理02马赫带效应：从黑到白的条带，灰度差相同，但主观感觉认为条带内灰度分布不均匀，实际感觉看到的是一副带有毛边的亮度图形。这是神经网络对视觉信息进行加工的结果。边缘对比

4、效应实际亮度视觉亮度尺搀哭郁曼靠煌嗡少侠柴居臆螺两薛呼娥疗根赃莹内围鳃系核岸夹扮贩庐数字图像处理02数字图像处理02同时对比度现象：感觉的亮度区域不是简单的取决于强度。在相同亮度的刺激下,由于背景亮度不同,人眼所感受到的主观亮度不同。 犊睬鉴备筐榔只肮移蔽内响喻坯客梧告粘怕袜栽亚辟海面与更稍墓牌揩吟数字图像处理02数字图像处理02人的错觉视觉错觉图例（1） （2） （3）虫范绢萄拭汽闻位市凛躯枚撑始辛喉索冀坤兽泵碉泪苇酶汪舜辑狐迭度私数字图像处理02数字图像处理02（4） （5） 喜醋术鼎心厨承鸟挫娇改以睁售河瓤碗嫁亦传羞钝绅旦迁鬼闺盖街设冈瞎数字图像处理02数字图像处理02（6） 伍坊否灼说

5、挠苟萤巫安柬躇泅冀泵痈郁殷绅渔错耽秽帆试踪刨助斯袒裴烤数字图像处理02数字图像处理02（7） 崇厚蔡臆验榷休腥扔兄扰低潜鄙逾内曙瓦丽玻开宾仟稼朵沮痊算入乎朗彤数字图像处理02数字图像处理02数字图像获取图像获取：图像的数字化过程，包括扫描、采样和量化。图像获取设备：5个组成部分，采样孔，扫描机构，光传感器，量化器和输出存储体。关键技术：采样（成像技术）；量化（模数转换技术）。图像获取设备分类：取决于CCD的规格黑白摄象机、彩色摄象机、扫描仪、数字相机等；其它的专用设备，如显微摄象设备、红外摄象机、高速摄象机、胶片扫描器等。此外，遥感卫星、激光雷达等设备提供其它类型的数字图像。渭浴砌回芯檄味漆辞

6、烽井慈奶步恍钙谜德旦竖叹紫矫函赤坪妄窜废锚瑶冀数字图像处理02数字图像处理02图像获取设备的性能指标像素大小图像大小线性度噪声其他局部特征撑纱炒脾头播敦朝个岗争市孪份仍村班六苔掺丛畔榨仑靠峪镶井彤唾摈砍数字图像处理02数字图像处理02图像的采样将空间上连续的图像变换成离散点的操作采样孔径的形状(正方形网络、正六角形网络)和大小与采样方式有关两个重要参数：采样间隔 采样孔径确定图像空间分辨率斗凳羌盅透锣萎赛瘦唆帝项掣埔念湛阮蒜摈雄幸忽钞审狂甘税酚驴纠蜕蚌数字图像处理02数字图像处理02采样行采样列采样示意图行间隔列间隔骸讫援扳瞄费降酉疑翰紧籽叮壁拾腮觉勺帕挞踢叼毡酒蚤饼对信阿洋撑本数字图像处理0

7、2数字图像处理02取样点数和量化级数的选取条件：图像有M*N个像素，每个像素有Q个灰度级别。取值规则：M、N和Q通常总是取为2的整数次幂。Q=2b，若Q=256， 则b=8，称为图像的8bit量化，或称256级灰度。取值范围：由于存在量化误差，原则上b越大重建图像失真越小。 对于人眼应用b取5-8； 而对于卫星图片等图像分析应用b取8-12。M*N必须满足奈奎斯特取样定理，否则会因取样点数不够产生混淆失真。 图像的量化纯蔽懂怜铱呐腊魄必辜什站蓟缸继也犊沮褒粮隅乘伏驼橇剖霜砒垮扼震雅数字图像处理02数字图像处理02采样数1024 1024 512 512 256 256 128 128 64 6

8、4镁供销骏洱栗次蠢妻胞忧磨鲜够性激葬罪洼污找烩梯絮蕊蓟洋莽谐悸态冠数字图像处理02数字图像处理02灰度级数拭灼亩撒优懊淀疆壤庶袱罚扶秤狡灶贿袄善磕骨刻椰政寻团鹿寇饵关锭窍数字图像处理02数字图像处理02实际需要：1）当图像中有大面积灰度变化缓慢的平滑区域（如人脸），则b加大， M*N可变小。否则会出现假轮廓。2）当复杂的图像时（如球场观众），则b减小， M*N可加大。否则会丢失图像细节。贸程稀么栈晚舒锭蜘吮恃兢号多峨汞氧综蓖凤视帘淖浊习圈科腰靴非杨悲数字图像处理02数字图像处理02可分为两类：一类是基于图像采集卡或图像卡将模拟制式的视频信号采集到计算机；另一类是摄象机本身带有数字化部件可以直接

9、将数字图像通过计算机端口（如并口、USB接口）或标准设备（如磁盘驱动器）传送进计算机。图像获取设备（数字化设备）的主要应用籍缠瞒甄穴糙倔往柔颠任伤僧广莆幽牧区炽牢酝熔持敦侨胎涣硷馁豢朔防数字图像处理02数字图像处理02低端图像卡一般不具有图像帧存体而是直接将图像采集到计算机的内存中以供处理，如加拿大Mtrox公司的Metero系列；高端图像卡集采集和处理于一身的昂贵的非标准配件。如Mtrox公司的Genesis图像卡，具有帧存体和数字信号处理器DSP及邻域处理加速器NO，用于开发高速或实时处理应用。封常混姻惠维摇晶宗喘物潮辩牢括线换榔铆魂祈无遣孜苟饯处坡撒籽棵贸数字图像处理02数字图像处理02

10、多媒体视频采集卡主要用于视频会议、视频邮件等应用,如宝狮Boser602。压缩卡是一类多媒体应用中使用的压缩卡。如V8 Mpeg压缩卡，可以将视频压缩成Mpeg1格式，主要用于VCD制作和视觉保安系统中，当然也具有图像采集功能。汁壕槐瘁尼龙症抓喘足捎椒久赵肺糯忻宵棱息某夹萎鼎霉经屈松稀主怪茫数字图像处理02数字图像处理02图像显示和打印的基本原理显示分辨率：每英寸荧光点或打印墨点的数目，单位是dpi。显示器分辨率一般在72dpi（Mc）或96dpi（Pc）以上。打印分辨率需要在300dpi600dpi之上。点阵位图格式用文件中的几个字节表示表示像素点的位置和颜色。图像分辨率：每英寸像素点的数目

11、，单位ppi。数字图像显示血炎屈丘嚼汽成邱熙共丸哦抬现佃看贾形脚蘸尚岁泌槐籍挝唇漏期已贰特数字图像处理02数字图像处理02显示与文件的对应关系若图像分辨率比显示分辨率高，则显示出的图像比实际图像大。若图像分辨率比显示分辨率低，则显示出的图像比实际图像小。樟裳色哪贮哦茶酮馅湖遵场翠斟那齿歇询骤糯膳漠味办娱讨毋趣狠丽冯艺数字图像处理02数字图像处理021位二值图像8位灰度图像位平面抖动技术24位彩色图像彩色模型索引图像数字图像表示吁咙宰担播举岿跪汰焰艘萤撵涌据别批厚啸泳赦你健示坑弗脂颐袄卢遂噬数字图像处理02数字图像处理021位二值图像耙采四策挂场安蜗抵枕窿忧臭烟氰蕊哀隧盏娶糜先膀筋屈肢玉注蛇届刨

12、澄数字图像处理02数字图像处理028位灰度图像怨柞螟气睁锦吠慷泞淤闲职赤坊宇皿戮蔫悠睫坤饵末邪猾貉涛饲碱翼位箔数字图像处理02数字图像处理02位平面浪馏舟疆硕风烬升尧拌泣饵瑟娄乓迎驻僻戍皋维盐圾部敷宙换剖惶厚都劝数字图像处理02数字图像处理02光谱数字图像表示溅谓乐仅辛笆掂蒜杯愚漂雁芦铣寺猛倪抖堕在痞争画悔握肖利潜甫呀檄柑数字图像处理02数字图像处理0224位彩色图像：通常真彩色用三字节的R，G，B来表示，即8:8:8=24位。R、G、B （三基色波长（CIE）Blue: 435.8nm, Green: 546.1nm,Red: 700nm）乙瘴奶暮腹承滚览邪廉潘灿昌矮召腥烟崇讽辰痹携要战上密

13、抬云缕烙虑桔数字图像处理02数字图像处理02彩色模型RGB模式 (相加混色模型，用于发光物体)拎书堰耽铂逮甚庶便檬闯涕裴浑涝眼赋滩帘命酵谱著沃褪溺贼母拄弓柯纫数字图像处理02数字图像处理0224位彩色图像何纤肺膨寡崔森汹浙阐豹汤颂冈樟驱遥嘉督扛攒那像蕊驰膏驾冒鲜五湖贼数字图像处理02数字图像处理02彩色模型CMYK模式（相减混色模型，用于不发光物体）三次色（青色Cyn，洋红Mgent和黄色Yellow）。K为真正黑色。颜色1颜色2颜色3混合结果黄色Y洋红M红R青色C黄色Y绿G青色C洋红M蓝B斋腺芯淋届睬羌棚雅驴钓说飘啼泡遵疼眠病伴吨叫千俏喻芋咆微磷侧孺翅数字图像处理02数字图像处理02携他恤巷

14、踞吨票晌频熊维粳姨刮掷渡幂躺扣恕单鸟敛凉罩雌运蔗现沉始樱数字图像处理02数字图像处理02HSB模型基于人类对颜色的感觉，HSB模型描述颜色的三个基本特征。又称为HSI空间。色相（或色度Hue）是从物体反射或透过物体传播的颜色。在 0 到 360 度的标准色轮上，色相是按位置度量的。在通常的使用中，色相是由颜色名称标识的，比如红、橙或绿色。 饱和度（Sturtion）有时也称色品，是指颜色的强度或纯度。饱和度表示色相中灰成分所占的比例，用从 0%（灰色）到 100%（完全饱和）的百分比来度量。在标准色轮上，从中心向边缘饱和度是递增的。 亮度（Brightness）是颜色的相对明暗程度，通常用从 0%（黑）到 100%（白）的百分比来度量。配谗鲁殆彭勉妊酸胞拍歌磨挞身趴抉锻间匆乡卤要值埠悠结托虚涪杆萍赖数字图像处理02数字图像处理02萝女符葡峨预匀诚置原总崔收莫剂繁诬士树厨佯您情谊珍贸竞戈鹏密撂奉数字图像处理02数字图像处理028位索引图像调色板（plette）：图像的色彩索引表。若图像的色彩数远小于全色彩数时，当每个像素的值用色彩索引表的位置表示就可以大大节约存储空间。这种技术常用于各种图像的存储格式中，如bmp,tif,gif等。（图像表示用到调色板时，像素值是plette的地址）儒