数字图象处理_第2章图像、图像处理系统及视觉系统.ppt

第2章 图 像、图 像 系 统 与 视 觉 系 统 ; 两个概念： 信源: 处理前或处理后的图像 信宿：图像信息的接受者 ;2. 1 图像 2.1.1、有关光学的预备知识 ; (2) 光通量 (φ) 光通量是每秒钟内光流量的度量。其单位是流明(lumen--lm) 1流明是指与1cd的光源相距单位距离，并与入射光相垂直的单位面积上 每秒钟流经的光流量。; (3) 照度 (E) (illumination) 入射到某表面的光通量密度称为该表面的照度。用每单位面积的流明数来表示。 主要单位有如下几种： ;(4) 反射 ;(6) 亮度 (L) 这个概念用来说明物体表面发光的量度。光可以由一个面光源直接幅射出来，也可以由入射光照射下的某表面反射出来。亮度对其两者均适用。 ;2.1.2、图像的概念 ;人们所感受到的图像一般都是由物体反射的光组成的：;晴朗的日子： 太阳在地球表面造成的照度为 9000英尺-烛光（英制单位）或96840勒克司或 96840 流明/平方米 天空有云时： 太阳在地球表面造成的照度为 1000英尺-烛光或10760流明/平方米或10760勒克司; 晴天的夜晚而且是满月的情况下地球表面的照度为 ： 0.01英尺-烛光=0.1076勒克司 一般房间照明充分的室内照度： 大约为 100英尺-烛光=1076勒克司 ;2.1.3、图像信息的分类：; 1）符号图像信息 一般是用文字、符号、图形等表示的具体的或抽象的事物。;2.1.4、图像的统计特性;g(x,y)的值落在 z1 、z2 之间的概率由下式表示： ;(2)、差值信号的振幅分布特性 图像信号预测编码有重要意义的差值信号的振幅分布特性近似于指数 分布，即：; 图2—2 相邻像素间差值信号分布密度曲线 ;图2—3 帧差值信号分布密度特性; (3)、图像的自相关函数和空域功率谱 一般情况下，图像的自相关函数和空域功率谱针对稳定画面来定义 稳定画面就是指图像g(x,y)，在x,y方向上可无限扩展，而且无论在哪个方向上都有相同的统计特性;显然，如果知道了图像的振幅谱，用其反傅里叶变换就可以求得 g(x,y);对于能量有限的图像信号g(x,y)的自相关函数由下式表示：; 功率有限的图像的空域功率谱和自相关函数 对于E为无限的信号来说，有时图像中单位面积上的平均能量（功率）却是有限的，即：;;自相关函数的基本性质 （1） （2） （3）;空域功率谱密度的基本性质 ; 对于一个连续的图像信号经过编码后就变成了离散的图像信息 一幅图像如果有 共q种幅度值，并且出现的概率分别为 那么每一种幅值所具有的信息量分别为 ，等等。; 由此，其平均信息量可由下式表示： ;一个重要概念： 对于离散信源来说，消息输出是等概率时其熵最大 对连续信源来说最大熵的条件取决于输出受限情况。当输出幅值受限的情况下，幅度概率密度是均匀分布时其熵值最大。当输出功率受限的情况下，则输出幅度概率密度是高斯分布时其熵值最大。;2.2 图像处理系统中常用的输入、输出设备 ;2.2.1 电视摄像机 1）摄像器件的分类 输入信息分类 （…….) 分类依据 电流方式 (…….) 光敏靶的种类 (……) ;2）摄像器件的性能 频谱响应特性 辐射灵敏度 光电变换特性 信噪比 暗电流 分辨率 调制传递函数 惰性 动态范围;3）几种常用的摄像器件 光电导摄像管（视像管）; 移像型摄像管;固体摄像器件;彩色图像传感器;2.2.2 飞点扫描设备;2.2.3 鼓形 扫描器;2.2.4 微密度计;2.2.5 监视器;2.2.6 激光扫描器;2.2.7 液晶显示器;2. 3 视觉系统; 图2—32 视网膜结构模型;2.3.2、光觉和色觉; 图2—33 锥状体(a)和杆状体(b)的相对灵敏度特性;2) 、有关色觉的学说;2. 4 光度学及色度学原理;相加混色和相减混色的主要区别： 第一，相加混色是由发光