灰度图像量化.ppt(2)

YCbCr到RGB的转换 其中： CCD （索尼F828） 2.3、图像采集装置 CCD相机 采集装置都包括下面两个部件： ? 光敏感器件 ? 模/数转换装置 ? 扫描仪 ? 数码照相机 ? 数码摄像机 ? 红外热像仪 红外热像仪 图2-2 图像数字化器 数字成像传感器 图象的形成 2.4 图像采样和量化 象素 对图像采样，就是把模拟图像分割成若干个称为象素的小区域．每个象素的属性用一个或几个数值来表示，如灰度图像，该属性用一个整数值表示亮度或灰度值。可见，采样是对图像空间坐标的离散化。 ? 图像采样 经过抽样，模拟图像已在空间上离散化为象素。但抽样结果所得的象素的值仍是连续量。把采样所得到的各象素的灰度值从模拟量到离散量的转换称为量化。量化决定了图像灰度的分辨率。 如均匀量化为256个灰度级。 255 254 128 127 1 0 ? 图像数字化 黑白图像 灰度图像 彩像 黑白（二值）图像的数字化 彩像的数字化 0 1 2 . . . . . 255 R r . . . 0 1 2 . . . . . 255 G g . . . 0 1 2 . . . . . 255 B b . . . 彩像的数字化 数字图像表示 当一幅图像f(x,y)被采样，则产生的数字图像有M行和N列。

一幅图像就变成离散量， 用一个2-D数组表示：f (x, y) x ， y：2-D空间XY中坐标点的位置 f：代表图象在(x, y)的性质F 的数值 f，x，y 的值可以是任意实数 性质F : 可对应不同物理量 对于灰度图象，f 代表(x,y)点处象素的灰度值 这样表示是很重要的，但并不表示这是图像的实际物理坐标值，只是一个约定。我们以下面的紧凑的矩阵形式表示完整的M×N数字图像： 为了表达清楚和方便起见，我们通常用整数表示离散的坐标。这样原点的坐标我们设为(x,y)=(0,0)。沿图像的第一行的下一个坐标值用(x,y)=(0,1)来表示。 第2章 数字图像表示 2.1 人眼成像过程 2.2 彩色视觉和颜色模型 2.3 图像采集装置 2.4 图像采样和量化 2.5 图像显示和打印 2.6 数字图像的基本类型 2.7 数字图像的基本文件格式 2.8 像素之间的基本关系 人眼 2.1 人眼成像过程 人眼是一个平均半径为20mm的球状器官。它由三层薄膜包围着，最外层是坚硬的蛋白质膜，其中，位于前方的大约1／6部分为有弹性的透明组织，称为角膜，光线从这里进入眼睛。 虹膜的中间有一个圆孔，称为瞳孔。

它的大小可以由连接虹膜的环状肌肉组织来调节，以控制进入眼睛内部的光通量大小，其作用和照相机中的光圈一样。最内一层为视网膜，它的表面分布有大量光敏细胞。 视网膜的结构和两种感光换能系统 视网膜的感光换能系统 ? 视杆细胞 视锥细胞 数量 1.2?109个 6?107个 感光色素 1种（视紫红质） 3种 分布 中间和周边均少 中央凹最多，向外越少 突触联系 树状 功能 暗光觉 昼光觉，色觉 ? 视锥细胞特征主要负责颜色视觉和敏锐性；在暗视条件下作用变弱，因此在夜晚几乎没有颜色视觉 人的彩色视觉 人的视觉不仅能感知光的刺激，还将不同频率的电磁波感知为不同的颜色。光能本身是无颜色的，颜色是人们眼睛感知光后产生的生理和心理现象。眼睛对光的感觉称为光觉，对颜色的感觉称为色觉，这是眼睛的特性。 人的彩色视觉 彩色视觉的物理基础是人类视网膜中有感受彩色的传感器－锥(cone）细胞 。 为了解释视觉对颜色的感知能力，美国物理学家Thomas Young 1801年提出三色假说，后来由Helmholtz加以发展，形成著名的Young-Helmholtz三色学说． 视锥细胞含有对光做出反应的感光色素，分别为： 第一类：蓝色敏感——短波长 第二类：绿色敏感——中波长 第三类：红色敏感——长波长 三色假说的中心内容： 假设有三种视觉(锥体)感受器，分别对红、绿、蓝三种颜色敏感；当光线同时作用在这三种感受器上时，三个感受器产生的兴奋程度不同；在不同波长光的刺激下发出不同的信号，传至大脑，产生不同的颜色感觉，三种感受器处于等强度兴奋时，便产生白色的感觉。

现代技术的发展充分证实了三色假说的合理性。 人类视知觉信息处理系统 一些研究人员利用20世纪60年代发展起来的显微分光光度术、眼底反射术等新技术，成功地鉴别了不同类型的视锥色素，并发现每类视锥细胞都在一个较大波长幅度内起作用视锥细胞数量 红敏感：400万 绿敏感：200万 蓝敏感：100万 三种视锥细胞的吸收峰分别为564（红敏）、534（绿敏）、420（蓝敏）纳米。 三原色假说的验证 例如600 nm的单色黄光就处在VR（λ）、 VG（λ）曲线之下， 所以600 nm的单色黄光既激励了红敏细胞， 又激励了绿敏细胞， 可引起混合的感觉。 当混合红绿光同时作用于视网膜时， 分别使红敏细胞、 绿敏细胞同时受激励， 只要混合光的比例适当， 所引起的彩色感觉， 可以与单色黄光引起的彩色感觉相同。 色盲/色障/色弱患者 大多为红绿色盲 原因（Sekuler & Blake, 1994） 红绿视锥细胞缺失/损坏 根据三色假说，不同波长的光对三种细胞的刺激量是不同的，产生的彩色视觉各异，人眼因此能分辨出五光十色的颜色。现在很多显示技术正式基于这一假设，在图像复现过程中，不是重现原来景物的光谱分布，而是利用3种相似于红、绿、蓝锥状细胞特性的3种光源进行配色，在色感上得到相同的效果。

颜色的基本概念 亮度、色调和饱和度 人眼对彩色的感知可用亮度、色调和饱和度来描述，人眼看到任意彩色光都是这三个特性的综合效果。 1) 亮度（ Intensity ）:指由于彩色刺激而使人眼感觉到的明暗程度；亮度为光的强度值或灰度值 2) 色调（Hue）:色调是光波混合中与主波长有关的属性，色调表示观察者接收的主要颜色。 3) 饱和度（Saturation）:指色彩的浓淡程度，如粉红色是欠饱和的。饱和度与所加白光数量成反比。 色调是与混合光谱中主要光的波长相联系的，或者说观察者感觉到的主要颜色。 每个波长代表不同的色调 。它反映颜色的种类，决定颜色的基本特性。某一物体的色调，是指该物体在日光照射下所反射的各光谱成分作用于人眼的综合效果，对于透射物体则是透过该物体的光谱综合作用的结果。当我们说一个物体是红色、橘、时灰度图像数据量，是指它的色调。 色 调（Hue） 饱和度(saturation) 饱和度越高，色彩越艳丽、越鲜明突出，越能发挥其色彩的固有特性。但饱和度高的色彩容易让人感到单调刺眼。饱和度低，色感比较柔和协调，可混色太杂则容易让人感觉浑浊，色调显得灰暗。 饱和度是单色光中掺入白光的度量，单色光的色饱和度为100%，白光加入后，其色饱和度下降，非彩色光的色饱和度为0%。

为了科学地描述和使用颜色，需要建立描述颜色的数学方法，即建立色彩模型。 建立彩色模型可看作建立一个3D的坐标系统，其中每个空间点都代表某一特定的彩色。 彩色模型也称为彩色空间，或者彩色系统。在彩像处理中，选择合适的彩色模型是很重要的。 彩色模型 自然界中绝大部分的可见光谱可以用红、绿和蓝三基色光按不同比例和强度的混合来表示。RGB分别代表着3种颜色：R（波长?=700.00nm)，G（波长?=546.1nm) 、B （波长?=435.8nm) 。RGB颜色模型是相加混色，称为加色模型。 ? RGB颜色模型 RGB色彩模式为图像中每一个像素的RGB分量分配一个0~255范围内的强度值。例如：纯红色R=255，G=0，B=0；白色的R、G、B都为255；黑色的R、G、B都为0。 黄(255,255,0) 黑(0,0,0) 绿(0,255,0) 青(0,255,255) 蓝(0,0,255) 品红(255,0,255) 白(255,255,255) 红(255,0,0) R（红）G（绿）B（蓝） （0,0,0）代表黑色，(1,1,1)代表白色 红色：?=700.0nm 绿色：?=546.1nm 蓝色：?=435.8nm G B R RGB色彩空间采用物理三基色表示，因而物理意义很清楚，适合彩色显象管工作。

单ＣＣＤ摄像机是指摄像机里只有一片ＣＣＤ并用其进行亮度信号以及彩色信号的光电转换，其中色度信号是用ＣＣＤ上的一些特定的彩色遮罩装置并结合后面的电路完成的。解码方框图3.3.7ntsc制主要性能3.4pal制彩色电视系统3.4.1彩色相序交变原理3.4.2 pal制色度信号3.4.3pal制副载波的选择3.4.4pal制色度信号分离与梳状滤波器3.4.5 pal制编码器3.4.6pal制的主要技术性能3.5secam制简介习题与思考题第4章广播电视信号传输4.1广播电视信号的发射4.1.1电视广播与传输系统的组成4.1.2广播电视信号的发射机特点4.1.3电视差转机的组成4.1.4电视的微波中继传输4.2卫星电视传输系统4.2.1概述4.2.2卫星广播电视的信号处理4.2.3地面接收站4.2.4模拟式彩色电视制式转换原理4.3电缆电视系统4.3.1概述4.3.2电缆电视系统的设计习题与思考题第5章彩色电视接收机5.1概述5.2超外差单通道彩色电视接收机的组成5.2.1黑白和彩色电视接收机的基本框图5.2.2黑白图像信号流程5.2.3彩色电视信号处理电路5.2.4集成电路电视接收机的发展5.3彩色电视接收机的主要性能5.3.1灵敏度5.3.2选择性5.3.3agc特性5.3.4增益分配和幅频特性5.4高频调谐器和遥控电路5.4.1高频调谐器的组成。照片效果：微缩景观，hdr绘画，柔焦，丰富色调（黑白），流行色彩，柔光亮调，玩具相机，复古照片，强反差单色，分色（彩色），分色（黑白），局部色彩：红，局部色彩：蓝，局部色彩：绿，局部色彩：黄。

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