图像电子学综合版2011.ppt

2011图像电子学综合版 华南农业大学工程学院 王建 主要内容： 第一章 前言 第二章 图像的基本知识 第三章 数字图像输入 第四章 数字图像输出设备 第四章 图像处理 第五章 数字图像处理应用 第一章 前言 课程简介：主要介绍了数字图像构成要素、电子图像输入、输出系统，数字图像编码与处理的基本原理，并介绍实际图像电子设备及图像处理技术的应用领域。 通过对本课程的学习，能够理解数字图像处理的基本概念、基本处理方法，了解Photoshop 、Matlab语言进行图像处理。 参考资料 1 常深信彦编，薛培鼎译《图像电子学》，科学出版社 2002 2 图像工程（上）图像处理和分析，章毓晋 编著，清华大学出版社。 3 数字图像处理，Kenntth.R.Castleman著，朱志刚等译，电子工业出版社 4 网上相关资源 第一章 前言 图像电子学所研究的图像信息 图像信息形象、生动、直观 第一章 前言 信息本身并不是看得见、摸得着的有形物，它只能通过媒体属性的改变来显示，所显示的状态称为“像”（image） 光（明、亮、强度）在图像获取及识别中具有重要作用，人通过视觉获取图像信息，光源、入射光、会聚光、漫反射光等会影响图像。 图像相关研究 农产品特性检测(数量、大小、外表残次、内在) 测量水稻种子的超微弱发光强度来鉴定水稻种子的活力 适宜于根状物的断层扫描图象 鞋样图像矢量化录入 手写、印刷数字识别 …… 第二章 图像的基本知识 广义上讲，记录在纸上、拍摄在照片上、显示在屏幕上的所有具有视觉效果的画面都可以称为图像。 图像是对客观存在的物体的一种相似性的生动模仿或描述。 图像的构成要素 构成图像的基本要素有3种： 1 对比度边界线形状：表现文字、线条、图形等 2 灰度分布 3 色彩：包括色调、亮度和饱和度 数字图像的获取与存储格式 数字图像的描述 数字图像是用数字来记录图像灰度信息的。 因为矩阵是二维的，所以可以用矩阵来描述数字图像。 像素，可以理解为在摄影元件上设置的像栅格一样的东西，对应于矩阵中的某个数值。 图像的分辨率 分辨率是指映射到图像平面上的单个像素的景物元素的尺寸。 单位：像素/英寸，像素/厘米 （如：扫描仪的指标 300dpi－300dot/inch） 或者是指要精确测量和再现一定尺寸的图像所必需的像素个数。 单位：像素*像素 （如：数码相机指标30万像素（640*480）） 黑白图像 黑白图像是指图像的每个像素只能是黑或者白，没有中间的过渡，故又称为２值图像。2值图像的像素值为0、1。 灰度图像 灰度图像是指每个像素的信息由一个量化的灰度级来描述的图像,如0～255级。 灰度直方图的定义 灰度直方图是灰度级的函数，是对图像中灰度级分布的统计。即：横坐标表示灰度级，纵坐标表示图像中对应某灰度级所出现的像素个数。 彩色图像 彩色图像是指每个像素的信息由RGB三原色构成的图像，其中RBG是由不同的灰度级来描述的。 彩色图像一般是用三个矩阵同时来描述。 彩色图像的描述 颜色的描述是通过建立色彩模型来实现的，不同的色彩模型对应于不同的处理目的。 CIE（国际照明委员会）在进行大量的色彩测试实验的基础上提出了一系列的颜色模型用于对色彩进行描述。 视觉灵敏度 同一波长的光，当其强度不同时，给人的亮度感觉是不同的，相同强度而波长不同的光，给人的亮度感觉也是不同的。 人眼的灵敏度因人而异，通过对大量视力正常者的实验统计，在亮视觉下，当辐射功率相同时，人眼感觉555nm的草绿光最亮，波长自555nm起向左和向右逐渐减小和增大时，亮度感觉逐渐下降。 RGB色系 HSI色系 H：表示色度（HUE），由角度表示。反映了该颜色最接近什么样的光谱波长。0o为红色，120o为绿色，240o为蓝色。 HSI色系 S：表示饱和度（Satuation），饱和度参数是色环的原点到彩色点的半径长度。 在环的外围圆周是纯的或称饱和的颜色，其饱和度值为1。在中心是中性（灰）色，即饱和度为0。 HSI色系 I 表示光照强度或称为亮度（intensity），它确定了像素的整体亮度，而不管其颜色是什么。 小结 ? 色调：指彩色的颜色类别。我们通常所说的红、绿、蓝等指的就是色调。前面讲到不同波长的光颜色不同，也是指的色调不同。 ? 饱和度是指彩色的深浅、浓淡程度。对于同一色调的彩色光，饱和度越高，颜色就越深、越浓。饱和度与彩色光中掺入的白光比例有关，掺入的白光越多，饱和度就越小。因此，饱和度也称为色纯度。 色调和饱和度合称为色度，它既说明了彩色光的颜色类别，又说明了颜色的深浅程度。 强度：是指单位时间内入射到表面单位