MMC02数字图像基础(上)讲述.ppt

* 图像质量－影响清晰度的因素 对比度 * 图像质量－影响清晰度的因素 尺寸大小 * 图像质量－影响清晰度的因素 图像细节（去掉高频分量） * 图像质量－影响清晰度的因素 颜色饱和度（颜色的深浅/浓淡） * 空间和灰度级分辨率 图像分辨率 指组成一幅图像的像素密度或像素灰度级的多少。对同样大小的一幅图，如果组成该图的图像像素数目越多，则说明图像的空间分辨率越高，看起来就越逼真。相反，图像显得越粗糙。 包括：空间分辨率,灰度级（幅度）分辨率 空间分辨率是图像中可辨别的最小空间细节 取样值多少是决定图像空间分辨率的主要参数； 意义：每单位距离可分辨的最小线对数或点数（像素数）； 在北美，通常用每英寸点数（dpi）表示，报纸 75dpi、杂志 133dpi、光鲜的手册 175dpi、书本 2044dpi 印刷的。 灰度级分辨率是指在灰度级（幅度）中可分辨的最小变化。灰度级数通常是 2 的整数次幂。 通常把大小为 M ?N、灰度为 L 级的数字图像称为空间分辨率为 M ?N 像素、灰度级分辨率为 L 级的数字图像。 下图分别演示在数字图像中不同取样值和灰度级变化的典型效果： * 空间分辨率 * 光 源 彩色感觉既决定于人眼对可见光谱中的不同成分有不同视觉效果的能力，又决定于光源所含的光谱成分以及景物反射（或透射）和吸收其中某些成分的特性。 同一物体在不同光源照射下呈现的彩色也有所不同。 人眼彩色感觉是主观和客观结合的过程，二者缺一不可。 光源有两种： 不发光的物体，在光源照射下，因反射一定的光谱成分和吸收其余部分而呈现一定的彩色； 本身发光的物体，它辐射光谱分布，引起人眼的一定彩色感觉 * 黑 体 如果一种光源的光谱分布与黑体在某一温度下的辐射光的光谱分布相同或相近，并且二者的色度相同，那么黑体的温度，称为该光源的色温。单位以绝对温度 K 表示 绝对黑体（也称全辐射体）是指既不反射也不透射而完全吸收入射辐射的物体。 绝对黑体在不同温度时的辐射功率波谱 5000 3300 ~5000 3300 冷、清爽 中间 暖、温馨 Gustav Robert Kirchhoff ，1824.3.12-1887.10.17,，德国物理学家，1860年提出了术语“黑体” * 标准光源 D65 光源 色温为 6500K，相当于白天的平均光照。在 400 毫微米以下范围内，它的波谱能量比 B 光源与 C 光源要大些，所以近年来被用作彩色电视中的标准白光。它可以由彩色显象管的三种荧光粉发出的光适当配合而得到。 E 光源 是在色度学中采用的一种假想的等能白光（E白），就是当可见光谱范围内的所有波长的光都具有相等辐射功率时所形成的一种白光，它与色温为 5500K 的白光相近。纯粹是为了简化色度学中的计算。 A 光源 色温为 2854K，其波谱能量主要集中在红外线区域，看起来不如太阳光白，带些橙红色，早上的阳光。 B 光源 色温为 4800K，接近于正午直射的阳光。 C 光源 色温为 67701K，其波谱能量在 400～500 毫微米处较大，可见 C白 含蓝色成分较多，相当于白天的自然光。 各种色温下黑体的辐射功率波谱 标准光源的功率波谱 * 简单的图像形成模型 图像：用二维函数 f(x,y) 形式表示 在特定坐标(x,y)处，亮度/强度 f 的值或幅度是一个正的标量，其物理意义有图像源决定。 本书的大部分图像是单色图像，图像值可称为灰度级。 图像的值正比于物理源的辐射能量(电磁波)，因此，f(x,y) 一定是非零和有限的：0f(x,y)? f(x,y)由两个分量来表征： f(x,y) = i(x,y)r(x,y) 入射分量 i(x,y)：入射到观察场景的光源总量； 0 i(x,y) ?：取决于照射源； 反射分量 r(x,y)：场景中物体反射光的总量； 0 r(x,y) 1：取决于成像物体的性质； r(x,y)=0，全吸收；r(x,y)=1，全反射 对于透射成像 (如 X 光片)，用透射分量代替上述的反射分量。 * 简单的图像形成模型 照射和反射的典型值 照度：0 i(x,y) ? 晴朗的白天，太阳在地球表面产生的照度超过 90000lm/m2； 有云， 10000lm/m2；（lm 流明-光通量，lm/m2 是照度的单位） 晴朗的夜晚，满月时约为 0.1lm/m2 反射：0 r(x,y) 1 黑天鹅绒为 0.01； 不锈钢为 0.65; 白色墙 0.80; 镀银金属 0.90； 雪0.93; 水面反射(上海豫园) 菲涅耳(Augustin-Jean Fresnel , 1788-1827, 法国物理学家) /photo-effects/water-reflection/ * 简单的图像形成模型 （本讲义中规定）单色图像在任何