图像处理基础

图像信息技术的视觉研究

图像
- 各种观测系统以不同的形式和手段观测客观世界而获得的
- 可以直接或间接作用于人眼并产生人的主观判断
- 图像处理就是对图像信息进行加工，以满足人的视觉心理和实际应用的要求
图像处理
- 模拟图像处理
  - 电视图像
- 数字图像处理
  - 利用数字计算机或者其他高速大规模集成数字硬件
视觉研究和图像技术的关系
- 人的视觉系统是图像系统的终端，信宿
- 视觉心理，外界影像通过视觉器官引起的机理反应，是一个由外在向内在的过程
- 由感觉和心理状态决定
视觉心理
- 中心视觉
  - 具有极高分辨率的小块中心区域
- 周边视觉
  - 具有较差分辨率的大部分区域
人眼构造
- 锥状细胞，集中于中央凹，对颜色敏感，亮视觉
- 杆状细胞，从中央凹逐渐减少，提供视野的整体视像，暗视觉
- 存在盲点，盲点位置上没有视觉细胞
亮度适应和鉴别
- 主观亮度是进入人眼的亮度的对数函数
- 人的视觉不能同时在一个范围内工作，需要利用改变灵敏度的动作，亮度适应现象
- 马赫带效应
- 马赫带，明暗边界存在过调和欠调现象
- 视觉系统对亮度的感知不是简单的强度函数
同时对比现象
视觉错觉

模拟图像数字化
- 取样：数字化坐标
- 量化：数字化幅度值
- 通过取样将原来空间上连续的灰度值离散化
- 数字图像的质量很大程度上取决于取样的和量化中所用的取样数和灰度级
- 一般根据图像内容进行选择
数字图像的表示
- 常用的图像坐标，x为行数自上而下，y为列数自左至右
- 数字化过程对m，n一定是正整数
- 灰度级的典型值取2的整数次幂，出于处理、存储和取样硬件的考虑
空间分辨率
- 是图像可分辨的最小细节
- 影响图像的大小
灰度分辨率
- 灰度级中可分辨的最小变化，是用于量化灰度的比特数
- 量化等级低，层次欠丰富，会出现假轮廓现象，图像质量变差
三类图像中典型的等偏爱曲线