数字图像处理第二章图像获取

Vs ()
相对光效函数，即人视觉的光谱响应
C(x,y,t,) 代表像源的空间辐射能量分布
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连续图像的表达式
三刺激值： 三色系统中，与待测光达到颜色匹配所需的三种原色刺激的量。 三刺激值是引起人体视网膜对某种颜色感觉的三种原色的刺激 程度之量的表示。根据杨-亥姆霍兹的三原色理论，色的感觉是由于 三种原色光刺激的综合结果。在红、绿，蓝三原色系统中，红。绿 、蓝的刺激量分别以R、G、B表示之。 像场：
数字图像处理
Digital Image Processing
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第二章 图像获取
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第2章 图像获取
2.1 概述 2.2 连续图像模型 2.3 连续图像的频谱 2.4 图像采样 2.5 图像量化 2.6 数字图像中的基本概念
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)B s()d
蓝基色组的光 谱三刺激值
fi(x,y,t)0C (x,y,t, )S i()d
第i个传感器的 光谱响应
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连续图像的的随机表征
图像函数是一种空间变量为(x,y)、时间变量为t的三维连续随机 过程
随机过程可以由它的联合概率密度完全地表示出来
p{f;x,y,t}
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常用的概率密度模型
3. 指数密度 4. 高斯密度
p{f;x,y,t}ef(x,y,t)
常数
p {f;x,y,t} [2
(x,y,t)]e 2
1/2 [f(x,2 y ,t) 2 f ( x,fy (,x t,)y,t)2 ]
f
F(x,y,t)和 F 2分别是随机过程的均值和方差。对于图像正交
用于估计点上的图像函数f1，其前提是点上的图像函数f2已知。
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图像随机过程的数字特征
1. 一阶矩或平均值
f( x ,y ,t) E { f( x ,y ,t) } f( x ,y ,t)p { f;x ,y ,t} df 2. 二阶矩或自相关函数 R (x 1 ,y 1 ,t1 ;x 2,y 2,t2) E {f(x 1 ,y 1 ,t1 )f* (x 2,y 2,t2)}
形成物体的像的范围。
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连续图像的表达式
R (x,y,t) C (x,y,t, 0
)R s()d
红基色组的光 谱三刺激值
G (x ,y ,t) C (x ,y ,t, 0
)G s()d
绿基色组的光 谱三刺激值
B (x ,y ,t) C (x ,y ,t, 0
对于所有样本点的联合概率密度
p { f 1 ,f 2 , ,f J ;x 1 ,y 1 ,t 1 ,x 2 ,y 2 ,t 2 , ,x J ,y J ,t J }
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常用的概率密度模型
1. 均匀密度
p{f;x,y,t}
2. 雷利(Rayleigh)密度
p{f;x,y,t}f(x,y,t)ef22 ( x,2y,t) 2
f(x 1 ,y 1 ,t1 )f* (x 2,y 2,t2)p {f1 ,f2 ;x 1 ,y 1 ,t1 ,x 2,y 2,t2 } d1 df2f
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图像随机过程的数字特征
3. 自协方差
K ( x 1 , y 1 , t 1 ; x 2 , y 2 , t 2 ) R ( x 1 , y 1 , t 1 ; x 2 , y 2 , t 2 ) f ( x 1 , y 1 , t 1 ) * f ( x 2 , y 2 , t 2 )}
变换（如傅里叶变换）系数的幅度概率密度来说，高斯密度是相 当精确的模型。
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常用的概率密度模型
5. 拉普拉斯密度
p{f;x,y,t} ef(x,y,t)
2
6. 条件概率密度 p { f1 ;x 1 ,y 1 ,t1 |f2 ;x 2 ,y 2 ,t2 } p { f1 fp 2 { ;x f1 2 ,;x x 2 2 ,,y y 1 2 ,,y t2 2 } ,t1 ,t2 }
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二维连续傅里叶变换
F(u,v)f(x,y)ej2(u xv)y dxdy
f(x,y)F(u,v)ej2(u xv)ydudv
变换存在的 充分条件
| f(x,y)|dxd y
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二维连续傅里叶变换
F(u,v)f(x,y)ej2(u xv)y dxdy
2.1 概 述
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f(x ,y ) h (x ,y )* p (x ,y )
p(x,Байду номын сангаасy)
景物
成 像 系 统
f (x, y)
图像
采
样 gs(x, y) 量
子
化
系 采样 器
统 图像
gd (x, y)
数字 图像
图2.1 图像采集系统
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（1）采样：是将在空间上连续的图像转换成 离散的采样点（即像素）集的操作。即：空间 坐标的离散化。
（2）量化：把采样后所得的各像素的灰 度值从模拟量到离散量的转换称为图像 灰度的量化。即：灰度的离散化。
图像的数字化包括采样和量化两个过 程。
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2.2 连续图像模型
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连续图像的表达式
标准观察者对图像光函数的亮度响应——光场的瞬时光亮度计量
Y (x,y,t)0 C (x,y,t,)V s()d
4. 方差
2 f(x,y,t)K (x,y,t;x,y,t)
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2.3 连续图像的频谱
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静止的连续图像的表示：
空间域表示 频域表示
f(x,y)； 频谱（二维傅里叶变换）
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一维连续傅里叶变换
F(u)
f(x)ej2ud x
x
f(x)F(u)ej2ud x u
变换存在的 充分条件
|
f
(x)|dx
绝对可积
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一维连续傅里叶变换
F (u)R (u)jI(u)
F(u)F(u)ej(u)
幅度谱 相位谱 能谱
F(u)[R 2(u)I2(u)1]/2
(u) tan1 I(u)
R(u)
E (u )F (u )2R 2(u )I2(u )