1.1人眼的视觉感知
人类通过眼、耳、鼻、舌、身接收信息,感知世界。约有75%的信息是通过人眼(视觉系统)获取的。
图像处理基础?
人眼的视觉特性与错觉:
图像处理工具,2.1 光与电磁波谱(Electromagnetic Spectrum)
可见光:0.38~0.75um;红外线:0.75~1000um (>10个倍频)。
可见光谱:
不可见光谱:
ccd相机图像反转。 THz射线(太赫兹射线)是从上个世纪80年代中后期,才被正式命名的,在此以前科学家们将统称为远红外射线。太赫兹波是指频率在0.1THz到10THz范围的电磁波,波长约0.03~3mm范围,介于微波与红外之间。
THZ波辐射的特点:
红外热成像:
图像捕捉怎么用。核磁共振(MRI)成像:
X-RAY成像:
Gamma-rays成像:
ccd图像分析软件?
2.2 图想获取与采集
CCD与CMOS图像传感器:
(1)CCD: 电荷耦合器件(Charge Couple Device)
ccd图像传感器相机、 特点: 灵敏度高,噪音小,信噪比大。但是生产工艺复杂、成本高、功耗高。
线阵CCD:
阵列传感器成像:
ccd传感器图像特点,
面阵CCD :
(2)CMOS:互补金属氧化物半导体 (Complementary metal oxide semiconductor)
特点: 集成度高、功耗低(不到CCD的1/3)、成本低。但是噪音比较大、灵敏度较低、对光源要求高。
ccd镜头图像反的,
(3)采样与量化——数字化器
图像数字化器必须能够把一幅图像分为图像元素(像素)并确定每个像素的位置,测量每个像素的灰度级,将连续数据量化以产生一个整数集合。数字化器件具备以下五个部分:
(4)摄像机工作原理
图像灰度处理。
(5)模拟彩色视频扫描显像
利用人眼的“缺陷”,把2D信号转换为1D时基信号进行显示。研究表明,人眼视网膜上的“印象”保留40ms左右才能消失。因此只要景象在40ms内重新出现,那么,人眼感觉就象景象没有消失一样,感觉到的是连续变化的景象。电影每秒更新24幅,每幅图播放2次,相当于48帧/S。
由于荧光粉有“余辉效应”,信号消失后,荧光会持续一段时间后才消失,同时加上人眼的暂留作用,因此,实际要在荧光消失前再次接通信号,2D图像的每个点就象同时显示一样。这就是CRT扫描显示原理。
图像采集与处理。(5)图像的颜色与彩色系统
颜色的三种表观特征:
颜色的定量描述:
(6)颜色的表观特征
ccd视觉检测原理。
RGB和CMY( Cyan青Magenta紫Yellow黄)色彩系统
RGB色度空间可以比较准确的描述图像的亮度特性。但是,RGB在数值和技术实现上有一些不利的特点,不利于物理记录和传输。
为了便于计算,数字图像处理中,彩色图像的定量描述一般采用RGB/IHS。
(7)RGB与HIS的相互转换
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(8)彩色图像的分类
3.1 空间表示
3.2 数学描述
3.3 矩阵表示
3.4 邻域
在一定意义下,与该像素相邻的像素的集合。
距离:
3.5. 基本术语
(1) 像素(pixel) Pixel(Picture element),图像的最小信息单位,通常是一个整数,其大小称为像素值。
(2) 灰度级(Gray-level) 表示像素明暗程度的整数量称为灰度级。
(3) 图像分辨率(Resolution) 指组成一幅图像的像素密度,也就是图幅参数。对同样大小的一幅图,如果组成该图的图像像素数目越多,则说明图像的分辨率越高,看起来就越逼真。相反,图像显得越粗糙。
(4) 显示分辨率, 指显示屏上能够显示出的像素数目。例如,显示分辨率为640×480表示显示屏分成480行,每行显示640个像素,整个显示屏就含有307200个显像点。
(5) 图像深度(Bpp,Bit per pixel) 指存储每个像素所用的位数,它也是用来度量图像的灰度分辨率。
(6) 灰度级与图像深度的关系
例如:8bit灰度图的颜色数。 28=256色 。 24bit计算机真彩色表示的颜色数目为: 224= 256×256×256 = 16777216色 。
3. 6. 图像质量评价
灰度级:表示像素明暗程度的整数量。例如:像素的取值范围为0-255,就称该图像为256个灰度级的图像。
层次:表示图像实际拥有的灰度级的数量。例如:具有32种不同取值的图像,可称该图像具有32个层次。 图像数据的实际层次越多,视觉效果就越好。
对比度:是指一幅图像中灰度反差的大小
对比度= 最大亮度/ 最小亮度
与清晰度相关的主要因素:
3.7 代数运算 (Algebraic operations)
若A(x,y),B(x,y)分别为两幅原始图像,C(x,y)为经过代数运算后的图像,则存在:
(1)加运算
多幅图像求平均值,降低加性噪声。
(2)减运算
图像相减即在两幅图像之间对应像素做减法运算。
(3)乘运算
图像相乘即在两幅图像之间对应像素做乘法运算。
(4)除运算
图像相除即在两幅图像之间对应像素做除法运算。
略。
(1)矢量图形(Vectorgraph)
图形学是计算机学院里面的范畴,主要应用有游戏等方面。与分辨率无关。
绘图软件创作的矢量图形,是由叫作矢量的数学对象所定义的直线和曲线组成的。矢量根据图形的几何特性来对其进行描述。
例如,矢量图形中的自行车轮胎是由数学定义的圆形组成,这个圆形按某一半径画出,放在特定位置并填充有特定的颜色。移动、缩放轮胎或更改轮胎颜色不会降低图形的品质。
矢量图形与分辨率无关,即可以将它缩放到任意大小和以任意分辨率在输出设备上打印出来,都不会遗漏细节或清晰度。因此,矢量图形是文字(尤其是小字)和粗图形的最佳选择,这些图形(比如徽标)在缩放到不同大小时必须保持清晰的线条。
(2)图像Image
位图图像与分辨率有关,即它包含固定数量的像素,代表图像数据。因此,如果在屏幕上以较大的倍数放大显示,或以过低的分辨率打印,位图图像会出现锯齿边缘,且会遗漏细节。在表现阴影和色彩(如在照片或绘画图象中)的细微变化方面,位图图像是最佳选择。
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