光电图像处理教学课件-Chapter02_P.pdfVIP

第二章 光度学与色度学 光电子科学与工程学院 光电测控技术系 刘斌昺 2010年02月 辐射与光谱 电偶极子模型 经典电磁场理论把原子发光看作是原子内部 过程形成的电偶极子的辐射。原子由带正电 的原于核和绕核运动的带负电的电子组成， 在外界能量的激发下，由于原子核和电子的 剧烈运动和相互作用，原子的正电中心和负 电中心常不重合，且正负电中心的距离在不 断地变化，因而形成一个振荡电偶极子。 偶极子：摘自《维基百科》 光电子科学与工程学院 光电测控技术系 刘斌昺 2010年02月 辐射与光谱 每个绝对零度以上的物体都在向外辐射的各个频率电磁波，称为该物 体的电磁波谱。如果只考虑其在光学光谱区的辐射，则称为光谱。 发光体的光谱可以是连续的或者不连续的曲线。 P : 辐通量 f ：频率 光电子科学与工程学院 光电测控技术系 刘斌昺 2010年02月 辐射与光谱 常见发光体的光谱分布曲线 太阳在大气层外和在海平面形成的光谱密度函数曲线 光电子科学与工程学院 光电测控技术系 刘斌昺 2010年02月 辐射与光谱 常见发光体的光谱分布曲线 卤钨灯 光电子科学与工程学院 光电测控技术系 刘斌昺 2010年02月 辐射与光谱 常见发光体的光谱分布曲线 日光灯 光电子科学与工程学院 光电测控技术系 刘斌昺 2010年02月 人眼的结构 人眼是一个光轴可变的成像系统，具有快速无极变焦、自动光圈调整等 功能，且能自动适应环境亮度。 光电子科学与工程学院 光电测控技术系 刘斌昺 2010年02月 人眼的结构 人眼的主要生理特征： ① 晶状体：强大的自动调焦能力 ② 视网膜：人眼感知图像信号的窗口，分布着无数的感光细胞 • 锥细胞：约6,000,000～7,000,000个； • 对颜色很敏感，适应于强照度； • 人类利用它分辨物体细节； • 锥细胞视觉称为适亮视觉； • 柱细胞：约75,000,000～150,000,000个； • 对颜色不敏感，适应于低照度； • 柱细胞主要提供视野的整体视象； • 柱细胞视觉称为适暗视觉。 ③ 中央凹：视网膜的中心 光电子科学与工程学院 光电测控技术系 刘斌昺 2010年02月 人眼的特性 -19 1. 亮度适应范围（最低10 lx，最高110lx ）； 这样大的亮度适应范围，仅靠瞳孔的调节是远远不够的（瞳孔调节只能使 进入眼球内的光通量改变大约20倍），还需要杆细胞和锥细胞的转换来实 现的，但这需要大约30分钟的时间完成完全转换。 2. 亮度分辨能力与亮度变化鉴别能力； 对于常用图像显示设备，人眼仅能分辨几十个亮度等级。但对于亮度的变 化鉴别能力要高于亮度的静态分辨能力。 3. 马赫效应与同时对比度现象； 4. 互补色与视觉对比； 5. 颜色恒常性； 6. 主观性； 人的视觉感受不仅受实际物体的视觉特征影响，还取决于观察物体的环境 和背景，以及观察者所具备的先验知识。 光电子科学与工程学院 光电测控技术系 刘斌昺 2010年02月 人眼的特性 亮度适应范围 光电子科学与工程学院 光电测控技术系 刘斌昺 2010年02月 人眼的特性 亮度分辨能力与亮度变化鉴别能力 150 155 150 170