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2.数字图像基础.pdf

发布:2017-05-26约字共69页下载文档
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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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