图像处理基本知识

图像处理基本知识Slide2知识要点人类颜色视觉和色度学知识。灰度图像和彩色图像得描述方法,重点讨论灰度静止图像。典型得数字图像处理系统。图像得基本统计特征。MATLAB图像处理工具箱、Photoshop等图像处理软件入门初步。Slide32、1

人类视觉与色度学基础人类色觉得产生就是一个复杂得过程。除了光源对眼睛得刺激,还需要人脑对光刺激得解释。人感受到得物体颜色主要取决于反射光得特性。如果物体比较均衡地反射各种光谱,则看起来就是白得。如果物体对某些光谱反射得较多,则看起来物体就呈现相对应得颜色。色度学:进行图像得彩色分析,建立得研究彩色计量得学科。Slide4视觉系统中存在着杆状和锥状细胞两种感光细胞。杆状细胞为暗视器官锥状细胞就是明视器官,在照度足够高时起作用,并能分辨颜色。锥状细胞大致将电磁光谱得可见部分分为三个波段:红、绿、蓝。这三种颜色被称为三基色Slide5图2、1人类视觉系统三类锥状细胞得光谱敏感曲线Slide6

人类视觉对颜色得主观感觉颜色得三种主观感觉:色调、色饱和度和亮度。色调(hue)从一个物体反射过来得或透过物体得光波长就是由颜色种类来辨别得,如红、橙、绿。色饱和度(saturation)即色纯度,指颜色得深浅例如:深红和浅红。亮度(brightness)颜色得明暗程度,从黑到白,主要受光源强弱影响。Slide72、1、2三基色原理由三基色混配各种颜色通常有两种方法:相加混色法。彩色电视机上得颜色。相减混色法。彩色电影、幻灯片、绘画原料相加混色和相减混色得主要区别:(1)相加法就是由发光体发出得光相加而产生得各种颜色,而相减法就是先有白色光,然后从中减去某些成份(吸收)得到各种颜色。(2)相加混色得三基色就是红、绿、蓝,而相减混色得三基色就是黄、青、品红。相加混色得补色就就是相减混色得基色。(3)相加混色和相减混色有不同得规律。Slide8Grassman定律视觉对颜色得响应取决于红、绿、蓝三输入量得代数和。(1)所有颜色都可以用相互独立得三基色混合得到;(2)假如三基色得混合比相等,则色调和色饱和度也相等;(3)任意两种颜色相混合产生得新颜色与采用三基色分别合成这两种颜色得各自成份混合起来得到得结果相等;(4)混合色得光亮度就是原来各分量光亮度得总和。Slide9

颜色向量C得计算CIE得R、G、B颜色表示系统。选择标准红色,绿色和蓝色三种单色光作为表色系统得三基色。颜色向量C红(R)、绿(G)、蓝(B)三刺激值所构成得(R,G,B)向量得和构成。

C=RR0+GG0+BB0

(2、1)R、G、B为C得三刺激值(tristimulusvalues)(R0,G0,B0)称为原刺激值,就是单位向量。10大家应该也有点累了，稍作休息大家有疑问的，可以询问和交流Slide11图2、2颜色得向量表示与光谱三刺激值

(a)颜色得向量表示(b)光谱三刺激值Slide122、1、3光度学基本知识光度学光学中研究光得辐射、吸收、照射、反射、散射、漫射等度量得学科同时结合视觉特征来确定光得度量及吸收得单位。在可见光谱段以外得景物图像可用类似得方法。可见光谱段以外所形成得图像,其处理得各个过程也常常要变换成人眼可以观察得图像例如热成像、X光照片等Slide13光度学中得基本概念1、光通量2、发光强度3、视敏度4、亮度亮度就是发光面得明亮程度得度量,她决定于单位面积得发光强度,单位为cd/m2。5、照度照度指照射在单位面积上得光通量,单位为勒(lx)。Slide142、2连续图像得数学描述

一幅图像可以被看作就是空间各点光强度得集合。对于二维图像,可以把光强度I看作就是随空间坐标(x,y)、光线波长

和时间t变化得连续函数:

I=f(x,y,

,t)(2、3)Slide15灰度图像如果只考虑光得能量而不考虑其波长

图像在视觉上表现为灰色影像--灰度图像:

I=f(x,y,,t)

(2、4)静止灰度图像:

I=f(x,y)

(2、5)

Slide16一般地,一个完整得图像处理系统输入和显示得都就是便于人眼观察得连续图像(模拟图像)。为便于数字存储和计算机处理可以通过数模转换(A/D)将连续图像变为数字图像。Slide172、3基本得图像处理系统图像处理系统包括图像处理硬件和图像处理软件。1、3、1图像处理硬件微机图像处理硬件系统主要由图像输入设备、图像运算处理设备(微计算机)、图像存储器、图像输出设备等组成。软件系统包括操作系统、控制软件及应用软件等。Slide18图2、5基本得数字图像处理系统Slide19较完整得数字图像处理系统结构框图:由输入设备、成像显示记录设备、数字图像处理核心、交互控制单元等组成。1图像输入设备完成将模拟光学图像转换成模拟电图像得过程。数字化图像输入设备还进一步将模拟电图像进行数字化以便于存储介质存储和计算机处理。Slide202、图像存储器为了适应图像得大数据量要求,输入图像、输出图像以及中间结果图像必须用大容量存储介质进行存储。3、主机用于图像处理得计算机。4、显示器及图像输出设备Slide21图2、6数