数字图像处理第二章VIP

第2章数字图像基础,2.1ElementsofVisualPerceptiion,人眼剖面简图,角膜,虹膜,中央凹,视网膜,3层,平均直径20瞳孔2-8mm,脉络膜,巩膜,视网膜上锥状体和柱状体的分布,锥状体:昼视600-700万个中央凹,数码相机,柱状体:夜视7500万-1.5亿,遍布视网膜,人眼的针孔成像,摄像机成象几何(凸透镜):其中:成象的物距u,像距v,焦距f,称为系统的放大系数简化（只有光心有光通过，图象聚在焦平面上），针孔模型：（光学成象）,u,v,f,主观(感觉)亮度范围呈现自适应层次,人眼主观(感觉)亮度是入射光强的对数函数.能同时鉴别的光强级范围很小,主观亮度,强闪光极限,夜视阈值,适应范围,夜视,昼视,对数光强,刻画亮度分辨率的基本实验,亮度分辨力实验,具有恒定背景的对比灵敏度,作为光强函数的典型韦伯比,昼视与夜视分段,韦伯比(I/I):在相当宽的范围内约为2%,感觉亮度不是光强的简单函数,人眼响应在不同光强区的边界周围会”过量调整”.这种现象称为”马赫效应”ErnstMach(1865描述),同时对比度的示例,光学错觉:,IsthereafaceonMars,1997,/,1998.4,2.2LightandElectromagneticSpectrum,波长,电磁波长与频率,2.3.ImageSensingandAcquisition,三种传感器排列,单点传感器与运动结合产生2维图像,线状/环状传感器(1维),ImageAcquisitionUsingSensorArrays,一种简单的成像模型,物理响应f(x,y)应该满足:0f(x,y)f(x,y)=i(x,y)r(x,y)其中0i(x,y)and0r(x,y)1Lmin=l=0(D(p,q)=0,iffp=q)D(p,q)=D(q,p),andD(p,z)=D(p,q)+D(q,z),例如用LM范数表示的通用Minkowski距离:,M=1,2,的LM距离最有用,分别对应:,欧氏euclidean距离L2:等距为圆:bw=zeros(200,200);bw(50,50)=1;bw(50,150)=1;bw(150,100)=1;D1=bwdist(bw);,准欧氏距离:quasi-euclidean等距为8边形D2=bwdist(bw,quasi-uclidean);,街区City-Block距离L1:等距为4角星,棋盘chessboard距离L:等距为矩形,2.6LinearandNonlinearOperations线性与非线性运算,LetHbeanoperatorwhoseinputandoutputareimages.Hislinearif,foranytwoimagesfandgandtwoscalesaandb,H(af+bg)=aH(f)+bH(g)Anoperatorthatfailsthetestisnonlinear,例如,计算k幅图像之和的运算是线性的;计算2幅图像之差的绝对值的