智能第3章.ppt

1、第三章视觉传感与信息处理,3.1.1人眼视觉,视觉过程始于眼睛。眼睛是对光进行检测，定位和分析的特化器官，是人体的“照相机”。,眼的结构,虹膜,调节瞳孔的大小，继而调节进入眼球的光量,晶体,将光线折射并聚焦在视网膜上,视网膜,含负责黑白视觉的视杆细胞和色度的视锥细胞,盲点,没有视杆细胞和视锥细胞,瞳孔,玻璃状液,光线进入眼睛的小孔,视觉功能：屈光系统感光系统,视网膜,视网膜厚度约为10.5mm，含有大量的神经细胞，是脑的一部分。,视网膜,在人的视网膜上正对着瞳孔的中央有一个直径为2.0mm的黄色区域，叫黄斑。在黄斑中间有一个直径为0.4mm的中央凹，这里是视觉最敏锐的地方。在以中央凹为中心大约

2、3度视角范围内只有视锥细胞，几乎不存在视杆细胞。在黄斑以外，视杆细胞数量增多，而视锥细胞数量减少。,明视觉与暗视觉,视细胞：锥体细胞、杆体细胞,视觉功能不同,明视觉(锥体细胞视觉)：在光亮条件下（亮度在几个cd/m2以上）起作用，能很好地分辨物体的颜色与细节。,暗视觉（杆体细胞视觉）：在暗条件下（亮度在百分之几cd/m2以下）起作用，只有明暗感觉，不能分辨颜色和细节。,人眼对不同波长的可见光的感受性是不同的，同样功率的辐射在不同的光谱波长表现为不同的明亮程度。由于视觉的二重功能，正常视觉的人由光亮环境到黑暗环境时，由于视锥细胞视觉转到杆体细胞视觉，对不同波长的光的视觉感受性也发生变化，在光亮条

3、件下，人眼可以看到光谱上不同明暗的各种颜色。当光谱亮度减低到一定程度的时候，人眼便看不到光谱上的各种颜色，视觉便成为无彩色的，整个光谱表现为一条不同明暗的灰带。,人眼对不同波长可见光的感受性，通过人眼观察不同波长的光达到同样明度时所需的辐射能量来确定。,光谱光视效率函数(视见函数)：,能量相同而波长不同的光，引起人眼的亮度感觉不同眼睛的灵敏度与波长的依赖关系，称为光谱光视效率函数(视见函数)由于人眼有明视觉和暗视觉两种视觉功能，光谱光视效率也分明、暗两种,在人眼可以感受到的光谱功率部分，由于人眼对各个波长的感受性不同，各个波段所产生的光感觉程度也不同。,当照明条件改变时，眼睛可以通过一定的生理

4、过程对光的强度进行适应，以获得清晰的视觉。在黑暗中视觉感受性逐步增加的过程叫做暗适应。暗适应包括两种生理过程：瞳孔大小的变化及视网膜感光化学物质的变化。暗适应的主要机制是视觉的二重功能的作用,视觉功能,人借助视觉器官完成一定视觉任务的能力叫做视觉功能。视觉区别对象细节的能力（视敏度）和辨认对比的能力，是代表视觉功能的常用指标。射入眼内的光线，通过角膜、房水、晶状体和玻璃体四种折射率不同的介质，并通过四个屈光度不同的折射面（角膜的前、后表面，晶状体的前、后界面）才能在视网膜上成像，其中，入射光线最主要的折射发生在角膜的前表面。,*角膜、房水、玻璃体相当于透过介质，其折射率为1.336；,*晶状体

5、相当于照相机的变焦镜头，其折射率从外层到内层约1.386-1.437。其曲率半径可由睫状肌调节，从而在一定范围内改变曲率，使远近不同的物体都能在视网膜上得到清晰的成像；,*瞳孔如同照相机的光圈，可以随光线明暗变化自动调节大小，直径在2-8mm之间变化。,简化眼及其成像示意图,视角的大小与物体的距离成反比，物体近时视角变大，物体远时视角变小。,视敏度：人通过视觉器官辨认外界物体的敏锐程度，它表示视觉辨认物体细节的能力。视敏度的辨认主要是视网膜中央部分（中央凹）的功能。一个人能辨认物体细节的尺寸愈小，视敏度就愈高；反之视敏度就愈差。视敏度是以视角进行计算的。视敏度V是视觉所能分辨的以角分为单位的视

6、角的倒数，即,19,数码相机原理,1景物的反射光线通过镜头,2映像聚焦在CCD器件上,4模数转换,5图象调整,数据压缩,3CCD产生电信号,6记录在flashmemory中,立体视,立体视觉，又称深度觉、空间视觉，是由于在感觉区内，存在轻微视差的物像刺激双眼视网膜对应点，大脑才能由此产生对该物体三维空间的立体形状及判断其位置远近距离关系的感知能力。双眼视网膜结像出现微小的水平像位差，称为双眼视差（tfinocularparallax）或立体视差（stereoscopicvision）。双眼视物时，两眼视网膜上各形成一个完整的物像，由于眼外肌的精细协调运动，可使来自物体同一部分的光线成像于两眼视网膜的对称点上，并在主观上产生单一物体的视觉，称为单视。眼外肌瘫痪或眼球内肿瘤压迫等都可使物像落在两眼视网膜的非对称点上，因而在主观上产生有一定程度互相重叠的两个物体的感觉，称为复视。,2D数字图象：L=f(x,y),x=1.n,y=1.m3D数字图象：L=f(x,y,z),x=1.n,y=1.m,z=1.k,立体视,双眼视觉是一个完整的生理功能，可将其分为三级。第