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第二章 数字图像基础
第二章 数字图像基础
视觉感知要素:人眼结构、眼睛中图
眼睛中图
像的形成、视觉特性
像的形成、视觉特性
光和电磁波谱
图像的获取
图像的采样和量化、图像质量
像素间的一些基本关系
线性和非线性操作
2.1 视觉感知要素
2.1 视觉感知要素
2.1.1 人眼的结构
2.1.1 人眼的结构
视觉生理特点对图像
处理方法的影响很大
2.1.1 人眼的结构
2.1.1 人眼的结构
人眼的机理与照相机类似:
(1)瞳孔:透明的角膜后是不透明的虹膜,虹膜中
间的圆孔称为瞳孔,其直径可调节,控制进入人
眼内之光通量(照相机光圈作用)
(2 )晶状体:瞳孔后是一扁球形弹性透明体,其曲
率可调节,以改变焦距,使不同距离的图在视网
膜上成象(照相机透镜作用) 。
(3 )视细胞:视网膜上集中了大量视细胞,分为两
类:
图2.2 视锥细胞和视杆细胞在视网膜上的分布
图2.2 视锥细胞和视杆细胞在视网膜上的分布
锥状(cone )视觉:白昼视觉,对色彩灵敏度高;
杆状(rod )视觉:夜视觉,低照度敏感,没有色彩感觉。
2.1.2 眼睛中图像的形成
2.1.2 眼睛中图像的形成
成像的几何原理
成像的几何原理
图2.3 用眼睛观察树的光学表示法,C点为晶状体的光学中心
当晶状体的折射能力由最小变到最大时,晶状体的聚焦中心
与视网膜之间的距离由17mm缩小到14mm。当眼睛聚焦到
远于3m 的物体时,晶状体的折射能力最弱,当聚焦到非常
近的物体时,其折射能力最强。
成像尺寸计算
成像尺寸计算
图2.3 用眼睛观察树的光学表示法,C点为晶状体的光学中心
观测者看一个距离100m,高15m的树。设x
表示视网膜上形成的图像的大小,单位mm ,有:
15/100=x/17, x=2.55mm
2.1.3 亮度适应和鉴定
2.1.3 亮度适应和鉴定
1.主观亮度是进入眼
1.主观亮度是进入眼
睛的光强度的对数
睛的光强度的对数
函数;
函数;
2. 亮度适应现象:与
2. 亮度适应现象:与
整个适应范围相
整个适应范围相
比,能同时鉴别的
比,能同时鉴别的
光强度的总范围很
光强度的总范围很
小。
小。
图2.4 主观亮度感觉范围
图2.4 主观亮度感觉范围
3. 分辨力
3. 分辨力
在不同的亮度适应级,人眼的分辨力不同,如图I是背景
光强,ΔI是光强的变化,
log( I / I) Δ 称为韦伯比,表示光强分辨力
I I+ΔI
具有恒定背景的对比灵敏度
3. 分辨力
3. 分辨力
曲线表明:低照
明级别,亮度辨
别较差,当背景
图2.6 光强分辨力的典型韦伯比 增亮时,亮度辨
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