数字图像处理基础 (2)

感觉的亮度区域不是简单取决于亮度
相同亮度的方块在不同背景下，感觉亮度不同；位于 中心位置的方块亮度相同，当背景变亮时，方块的亮 度变暗。 一张白纸放在桌子上看上去很白，但用白纸遮蔽眼睛 直视明亮的天空时，纸看起来总是黑的。
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人眼的视觉特性-视错觉
这两个图形在视网膜上是固定不动的，但你对 它的感觉却是在两种可能图形中动摇。 同时感觉到两种有意义的图形是很困难的！
实验表明，人眼对彩色细节的分辨力要 低于对黑白细节的分辨力。 由于人眼对彩色细节的分辨力低，所以 在彩色电视系统传送彩色图像时，对于图像 的细节，可只传黑白的亮度信号，而不传彩 色信息。这就是所谓的彩色电视大面积着色 原理。利用这个原理可以节省传输的频带。
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人眼的视觉特性-视在对比度
视觉效应是由可见光刺激人眼引起的。如 果光的辐射功率相同而波长不同，则引起的 视觉效果也不同，不仅颜色感觉不同，而且 亮度感觉也不同。
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何谓视觉灵敏度呢？ 为了确定人眼对不同波长光的敏感程度，在 产生相同亮度感觉的情况下，测出各种波长 光的辐射功率Ф(λ)，则： 光谱光视效能：K(λ)= 1 /Ф(λ) 用来衡量视觉对波长为λ的光的敏感程度。
北京邮电大学世纪学院 思考题
彩色显象管荧光屏为20英寸（51cm），幅型比 为4/3。荧光点呈三角形排列，荧光点直径d0 为0.4mm。若把两个荧光点外圆之间的距离d作 为最小分辨距离，并在距离荧光屏2m的地方看 电视。试计算在荧光屏上最少要有多少个荧光 点才能实现空间混色？（取θ=1’）
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何谓亮度感觉呢？Байду номын сангаас
视亮度——在一定背景亮度环境下人的主观亮 度感觉。 费涅尔系数（相对对比度灵敏度阈） ξ=ΔBmin/B (随着环境的不同，在0.005-0.02范围内变化) ΔBmin称为可见度阈值。
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人 眼 的 亮 度 感 觉 特 性
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人眼的视觉特性-视在对比度
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第二章 数字图像处理基础
• • • • • • 人眼的视觉特性 图像的采样和量化 图像数字化器 常用图像数字化设备 图像的灰度直方图 图像的文件格式
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人眼的视觉特性
视觉是主观对客观的反应，是一种主观感觉。 视觉包括亮度视觉和彩色视觉。
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何谓图像对比度呢？
图像中最大亮度Lmax与最小亮度Lmin的比值C 称 为对比度。 C= Lmax/ Lmin
例：实际传送的景物亮度200-20000cd/m2，电视屏幕亮 度2-200cd/m2 两者对比度都为100 重现景物的亮度范围无需与实际景物的相等，只需保持 二者的对比度相同。
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实验表明，当λ=555nm时，有最大的光谱光视 效能： Km=K(555) 任意波长光的光谱光视效能K(λ)与Km之比称为 光谱光视效率（相对视敏度），用函数V(λ)表 示： V(λ)= K(λ）/ Km V(λ)也可用得到相同主观亮度感觉时所需各波 长光的辐射功率Ф(λ）表示： V(λ)= Ф（555）/Ф(λ)
人的视觉系统对颜色的感知可归纳出 如下几个特性： 眼睛可类比于一个摄像机。 人的视网膜通过神经元来感知外部世界 的颜色。 每个神经元或者是一个对亮度和颜色敏 感的锥状细胞，或者是一个只对亮度敏感 而对颜色不敏感的杆状细胞。
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人眼的视觉特性-视觉灵敏度
何谓视觉灵敏度呢？
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相 对 视 敏 度
1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 400
500
/nm
600
700
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人眼的视觉特性-彩色视觉
彩色三要素 亮度是光作用于人眼时所引起的明亮程度的感 觉。(光功率) 色调是指颜色的类别，是决定色彩本质的基本 参量。(光波长) 色饱和度是指彩色所呈现色彩的深浅程度（或 浓度）。 色调与色饱和度合称为色度。
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人眼的视觉特性-人眼分辨力
何谓人眼的分辨力呢？ 人在观看景物时人眼对景物细节的分辨能力。 人眼对被观察物体上刚能分辨的最紧邻两黑点 或两白点的视角的倒数称为人眼的分辨力或视 觉锐度。
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θ
d L
d 2 L


360 60
57.3 60 d d 3438 L L
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图像的采样和量化
• 图像数字化：指将模拟图像经过离散化之后， 得到用数字表示的图像。
模拟图像
离散化
数字图像
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数字图像：用矩阵来描述的。
i0, 0 i 1, 0 I I [m, n] im 1,0
i0,1 i1,1 im 1,1
i0,n 1 i1,n 1 im 1,n 1
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人眼的视觉特性-视错觉
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人眼的视觉特性-视错觉
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人眼的视觉特性-视觉惰性
何谓视觉惰性呢？
视觉惰性是人眼的重要特性之一，它描述 了主观亮度与光作用时间的关系。 人眼亮度感觉变化滞后于实际亮度变化， 以及光线消失后的视觉残留现象（称为视觉暂 留或视觉残留），总称为视觉惰性。
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人眼的视觉特性-视觉惰性
当有光脉冲刺激人 眼时，视觉的建立 和消失都需要一定 的过程，光源消失 以后，景物影像会 在视觉中保留一段 时间。 视觉暂留时间在 0.05~0.2秒
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人眼的视觉特性-视觉惰性
何谓临界闪烁频率呢？
当人眼受周期性的光脉冲照射时，如果光 脉冲频率不高，则会产生一明一暗的闪烁感觉。 如果将光脉冲频率提高到某一定值以上，由于 视觉惰性，眼睛便感觉不到闪烁，感到是一种 均匀的连续的光刺激。 刚好不引起闪烁感觉的最低频率，称为临 界闪烁频率，它主要与光脉冲的亮度有关。