图像获取与表示课件.ppt

**********************图像获取与表示图像获取与表示是计算机视觉和图像处理中的关键步骤。它涉及获取图像数据并将其转换为计算机可以理解和处理的形式。课程大纲11.图像获取图像传感器、成像原理、像素与颜色表示22.图像表示颜色模型、色深、分辨率、数字图像的采样与量化33.图像压缩有损压缩与无损压缩、常见图像格式44.图像处理基础图像增强、滤波、边缘检测、形态学操作、图像分割课程目标理解图像获取了解图像传感器类型、成像原理，并掌握像素与颜色表示方法。图像处理基础学习图像增强、滤波、边缘检测等基本图像处理技术。掌握常见图像格式深入了解JPEG、GIF、PNG等格式的编码原理和特点。图像获取图像获取是图像处理的第一步，将现实世界中的场景转换为计算机可以处理的数字图像。图像获取的过程包括光线照射目标物体、传感器捕捉光线信息并将其转换为数字信号，最后将数字信号存储为图像文件。图像获取方法多种多样，常用的方法包括使用数码相机、扫描仪、医疗影像设备等。图像获取的质量会影响后续图像处理的效果，因此选择合适的图像获取方法至关重要。图像传感器简介光电转换将光信号转换为电信号。CCD传感器使用电荷耦合器件，将光信号存储在电荷井中，然后逐行读取。CMOS传感器使用互补金属氧化物半导体技术，每个像素独立处理信号，更易于集成。成像原理1光线照射物体光线照射到物体表面2反射与散射光线被反射和散射3镜头聚焦镜头将光线汇聚到图像传感器4传感器接收传感器将光信号转换为电信号5数字图像生成电信号被数字化，形成图像成像过程包含多个步骤。首先，光线照射到物体表面，然后被反射和散射。接着，镜头将这些光线汇聚到图像传感器上。最后，传感器将光信号转换为电信号，并将其数字化，从而生成数字图像。光线与物质的相互作用反射光线照射到物体表面，部分光线被反射回来，形成我们看到的物体的颜色和形状。折射光线从一种介质进入另一种介质时，传播方向发生改变，形成折射现象。吸收物体吸收了部分光线，剩余的光线被反射或透射，形成我们看到物体的颜色。透射光线穿过透明或半透明物体，形成我们看到物体的透明度和颜色。像素与颜色表示像素像素是数字图像的基本单元，它代表图像中的一个点，并以数字形式存储颜色信息。颜色表示颜色通常使用不同的颜色模型来表示，例如RGB模型使用红、绿、蓝三种颜色来表示所有颜色。灰度图像灰度图像只包含亮度信息，每个像素值代表灰度级，从黑色到白色。彩色图像彩色图像使用多个颜色通道来表示颜色，每个通道对应一种颜色，例如RGB模型中的红、绿、蓝通道。灰度图像灰度图像仅包含亮度信息，每个像素用一个值表示其亮度。通常用0到255的整数表示，0表示黑色，255表示白色，中间值代表不同的灰度级别。灰度图像广泛应用于图像处理领域，比如图像增强、边缘检测、特征提取等。它们也常用于医疗图像、遥感图像和机器视觉等。RGB颜色模型三原色模型RGB颜色模型是基于三种基本颜色：红色（Red）、绿色（Green）和蓝色（Blue）。颜色混合通过混合不同比例的红、绿、蓝三原色，可以生成各种各样的颜色。应用场景RGB颜色模型广泛应用于计算机显示器、电视机、扫描仪等设备。其他颜色模型CMYKCMYK颜色模型采用青色(Cyan)、品红色(Magenta)、黄色(Yellow)和黑色(Key)四种颜料。主要应用于印刷行业，基于减色原理。HSVHSV颜色模型采用色调(Hue)、饱和度(Saturation)和明度(Value)三个属性描述颜色。更符合人类对颜色的感知，方便艺术家和设计师使用。HSLHSL颜色模型使用色调(Hue)、饱和度(Saturation)和亮度(Lightness)三个属性来描述颜色。与HSV相似，更适合用于网页设计和图像处理。CIELABCIELAB颜色模型是一种设备无关的颜色模型，用于描述人眼感知的颜色。广泛应用于色彩管理、图像处理和视觉研究中。颜色模型比较不同的颜色模型在图像处理中扮演着重要角色。它们具有不同的优势，适用场景也各不相同。3RGB最常见，适用于显示器和打印机1CMYK适用于印刷，使用青色、洋红色、黄色和黑色2HSV基于色调、饱和度和明度4Lab接近人类视觉感知选择合适的颜色模型可以提高图像处理效率和效果。色深与颜色深度色深每个像素存储的位数。用于表示每个像素的颜色信息。颜色深度图像可以表示的颜色总数。取决于色深和颜色模型。图像分辨率