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1、第二章 认识图像与视觉特点,数码彩色图像的成像 三基色原理与混色人类视觉特点,（1）灰度图象(gray-scale),（2）二值图象（binary）,（3）彩色及多光谱图象(color),对于彩色图像：用三基色分别进行表示,图像形成模型,入射分量和反射分量,透射时用透射函数代替反射函数,i(x，y)的典型值：在晴朗的白天，太阳在地球表面产生的照度超过90 000lm/m2。在有云的情况下这个数值下降到10 000lm/m2，在晴朗的夜晚，满月的情况下大约为0.1lm/m2的照度。r(x，y)的典型值：黑天鹅绒为0.01，不锈钢为0.65，白色墙为0.80，镀银金属为0.90，雪为0.93。,三
2、基色原理,RGB与CMY(CMYK)1.相加混色与RGB空间混色法时间混色法生理混色法,红色+绿色=黄色 绿色+蓝色=青色 红色+蓝色=品红 红色+绿色+蓝色=白色,黄色、青色、品红都是由两种颜色相混合而成，所以它们又称相加二次色。另外：红色+青色=白色 绿色+品红=白色 蓝色+黄色=白色,当两种光按照适当比例混合得到白光时，称这两种光为互补光。所以青色、黄色、品红分别又是红色、蓝色、绿色的补色。,如果我们用相同强度的三基色混合时，假设得到白光的强度为100%，这时候人的主观感受是，绿光最亮，红光次之，蓝光最弱。如果用Y表示景物的亮度，则通常有：,可以方便的将一幅彩色图像分解为三幅分别表示红、
3、绿、蓝三色通道的图像,2.相减混色与CMY(CMYK)印刷机或彩色打印机就只能使用一些能够吸收特定的光波而反射其他光波的油墨或颜料，只能使用减色模型。油墨或颜料的3基色是青(Cyan)、品红(Magenta)和黄(Yellow)，简称为CMY 用等量的CMY三基色得到的黑色往往浓度不够，因此在印刷术中常加一种真正的黑色(black ink)，所以CMY又写成CMYK。,白色-红色=青色 白色-绿色=品红 白色-蓝色=黄色,颜料(青色+黄色)=白色-红色-蓝色=绿色 颜料(青色+品红)=白色-红色-绿色=蓝色 颜料(黄色+品红)=白色-蓝色-绿色=红色,(青色+黄色+品红)=白色-红色-蓝色-绿
4、色=黑色,青色通道 品红通道 黄色通道 黑色通道,彩色三要素可用色调(色相)、亮度和饱和度三个物理量来描述色光，称为彩色三要素。色调和饱和度又称为色度。叫做HLS(色调、亮度、饱和度)原理。HLS是Hue(色调)、Luminance(亮度)、Saturation(饱和度)三个单词的首字母,色彩模型,RGB模型,CMY模型,HSI模型色调(Hue，也叫色相)、饱和度(Saturation或Chroma)和强度(Intensity或Brightness),数字图像,计算机中记录的图像都是离散的数字图像包括很多个点，pixel每个点同时记录了红、绿、蓝三色三基色的幅值一般为0255,图像处理及应用,
5、图像处理的应用,视觉特点,人眼的构造与基本作用,眼睛的基本构造,600万700万个锥状细胞，并集中分布在视轴和视网膜相交点附近的黄斑区内。锥状细胞的体积小且每个锥状细胞都连接一个神经末梢，因此，黄斑区对光有较高的分辨力，能充分识别图像的细节。锥状细胞既可以分辨光的强弱，也可以辨别色彩，光线充足时的视觉过程主要靠锥状细胞来完成，所以锥状视觉又称白昼视觉。其作用相当于数码相机中的电荷耦合元件CCD(charge-coupled device)。,7600万15000万个杆状细胞。体积大、数目多。由于它广泛分布在整个视网膜表面上，并且若干个杆状细胞同时连接在一根神经上，因此，这条神经只能感受多个杆状
6、细胞的平均光刺激，使得在这些区域的视觉分辨力显著下降，因此无法辨别图像中的细微差别，而只能感知视野中景物的总的形象,人眼视觉属性,人眼视觉范围,视觉分辨力,人眼的视觉分辨力,对比灵敏度、亮度辨别与亮度感觉,图像对比度是图像中最大亮度Bmax与最小亮度Bmin之比。即,它表示图像中最大亮度与最小亮度相比的倍数。相对对比度Cr是图像中最大亮度Bmax与最小亮度Bmin之差同Bmin之比。即,人眼分辨力与相对对比度的关系(a)相对对比度实验,Ic/I(实际就是相对对比度)称为韦伯比其中Ic是在背景照明为I的情况下可辨别照明增量的50。Ic/I的大小意味着可辨别强度较小的百分比变化，当Ic/I值较小时
7、表示亮度辨别能力好，反之，表示亮度辨别能力较差。,相对对比度结果曲线,如果背景照明保持恒定，并且代替闪光的其他光源的亮度从不能觉察到总可以被觉察间逐渐变化，一般观察者可以辨别总共12到24级不同强度变化。并不意味着一幅图像可以用这样小的强度数值来表现，因为当眼睛扫视图像时，平均背景在变化，这样，允许在每个新的适应水平上检测不同的增量变化。最后结果是眼睛能够辨别很宽的全部强度范围。,人眼感觉的亮度区域并不是简单地取决于光线的强度,同时对比现象,图2.6 马赫带效应,色觉,正常人能感受的色觉光谱范围约从420nm到790nm，呈现在人的视觉中为紫色到红色，其间大约可以区别出16个色调。它们从长波一
8、端向短波一端的顺序是：红色(700nm)，橙色(620nm)，黄色(580nm)，绿色(510nm)，蓝色(470nm)，紫色(420nm)等。此外，人眼还能在上述每两个相邻颜色范围的过渡区看到各种中间颜色。只要可见光的波长相差35nm，人眼即可分辨出来,物体可分为消色物体和有色物体,消色物体指黑、白、灰色物体，它对照明光线具有非选择性吸收的特性；其光谱成分也与入射光的光谱成分相同，如果用白色光照亮消色物体，则物体对观察者来说显示为白色，但是这种白色又与它的强度大小有关，用灰度级来描述单色光的强度，即从黑到灰，最后到白。当有色光照射到消色物体上时，物体反射光颜色与入射光颜色相同。物体颜色呈加色法效应,有色物体指对照明光线具有选择性吸收特性的物体，即光线照射到有色物体上时，入射光中各种波长的色光不是等量的被吸收，有的被吸收得多，有的被吸收得少。白光照射到有色物体上，其反射或透射的光线与入射光线相比，在亮度减弱的同时，光谱成分也将改变，因而不再呈现白色，而是呈现出各种不同的颜色，比如用白光照到红色物体上时，该物体呈现红色。物体的颜色呈减色法效应 减色法常用CMYK模型表示,视觉适应性,明暗适应颜色适应距离适应,
