色度学基础

色度学基础

前情提要

选出下面的同学是以下哪一位

通过人为或机器分析，都可以知道是 2 号同学，但是明暗与色彩不一致

数字图像处理的起源与发展

数字图像处理的起源

1921 年使用电报打印机采用特殊字条在编码纸带中产生的数字图像，只有 5 个灰度等级

数字图像处理的发展

15 级色调设备通过电缆传送的未经修饰的照片

嫦娥一号传回的第一幅月面图

美国航天器传送的第一张照片，1964 年 7 月 31 日由 17 分钟拍摄的照片拼接而成

嫦娥四号月面照片（图片质量已经飞速上升）

图像处理基本步骤

图像处理分类

图像处主要有两类：

输入输出都是图像

输入时图像，但输出的是图像中提取的特征属性（物联网常用此类）

摄像头成像流程

电子摄像与光学摄像头成像方式是一致的

图像处理系统

处理流程
``

视觉

人眼的构造与基本作用

人眼视觉分辨力：
计算公式：

\[\Theta =\frac{d}{l} \]

数据分析图示：

如果别境照明保持恒定，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
这并不是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。最后结果时眼睛能够辨别很宽的全部强度范围

对比灵敏度、亮度辨别与亮度感觉

图形对比度是图像中最大亮度\(B_{max}\)与最小亮度$ B_{min} $之比：

\[C_1 = \frac{B_{max}}{B_{min}} \]

表示图像中的最大亮度和最小亮度相比的倍数，相对对比度是$ C_r $，是图像中最大亮度 $ B_{max} \(与最小亮度\) B_{min} \(之差同\) B_{min} $之比，即：

\[C_r =\frac{B_{max}-B_{min}}{B_{min}} \]

相对对比度实验，用手电筒像墙上打光，能否看到光点

$ \frac{\Delta I_c}{I} $称为韦伯比（ I 实际上就是对比度）

其中$ \Delta I_c $是在背景照明为 I 的情况下可辨别照明增量的 50%

$ \frac{\Delta I_c}{I} $的大小意味着可辩别强度较小的百分比变化

当$ \frac{\Delta I_c}{I} $值较小时表示亮度辨别能力较好，反之，表示亮度辨别能力较差

相对对比度结果曲线：

同时对比现象：
人眼感觉的亮度区域并不是简单地取决于光线的亮度，还要取决于背景等原因

三张图中间的小方框亮度一致，但是背景越深，看到的亮度相对越高

马赫带效应：

每个带间亮度相同，但是人眼很容易对变化度地方（分界线等）更敏感，导致感觉每条带之间亮度逐渐减弱，现象如下图

消色与有色物体

消色物体值黑、白、灰物体，对照明光线具有非选择行吸收特性，光谱成分也与入射光谱成分相同，用灰度来描述单色光强度

有色物体对照明光线有选择性吸收特性，即光线照射到物体上是，入射光中各种波长的色光不是等量的被吸收，有的吸收得多，有的被吸收得少，亮度发生变化的同时光谱也发生变化

图像的感知与获取

传感器基础结构，通常使用最小单位组成线状和阵列状传感器