第二章 数字图形图像
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第2章数字图像的基础知识和基本概念一、数字图像数字图像是以二进制数字组形式表示的二维图像。
利用计算机图形图像技术以数字的方式来记录、处理和保存图像信息。
在完成图像信息数字化以后,整个数字图像的输入、处理与输出的过程都可以在计算机中完成,它们具有电子数据文件的所有特性。
通常把计算机图形主要分为两大类:位图(bitmap)图像和矢量(vector)图形(如图2-1所示)。
图2-1 计算机图形的主要分类1.关于位图图像(1)概念位图图像(在技术上称作栅格图像)使用图片元素的矩形网格(像素)表现图像。
每个像素都分配有特定的位置和颜色值。
在处理位图图像时,人们所编辑的是像素。
位图图像是连续色调图像(如照片或数字绘画)最常用的电子媒介,因为它们可以更有效地表现阴影和颜色的细微层次。
(2)分辨率位图图像与分辨率有关,也就是说它们包含固定数量的像素。
因此,如果在屏幕上以高缩放比率对它们进行缩放或以低于创建时的分辨率来打印它们,则将丢失其中的细节,并会呈现出锯齿,如图2-2所示。
图2-2 不同放大级别的位图图像示例(3)特点①位图图像有时需要占用大量的存储空间。
对于高分辨率的彩色图像,由于像素之间独立,所以占用的硬盘空间、内存和显存比矢量图都大。
②位图放大到一定倍数后会产生锯齿。
位图的清晰度与像素点的多少有关。
③位图图像在表现色彩、色调方面的效果比矢量图更加优越,尤其在表现图像的阴影和色彩的细微变化方面效果更佳。
④位图的格式有bmp、jpg、gif、psd、tif、png等。
⑤处理软件:Photoshop、ACDSee、画图等。
2.关于矢量图形(1)概念矢量图形(又称矢量形状或矢量对象)是由称作矢量的数学对象定义的直线和曲线构成的。
矢量根据图像的几何特征对图像进行描述。
(2)分辨率矢量图形是与分辨率无关的,即当调整矢量图形的大小、将矢量图形打印到PostScript 打印机、在PDF文件中保存矢量图形或将矢量图形导入到基于矢量的图形应用程序中时,矢量图形都将保持清晰的边缘(如图2-3所示)。
角膜睫状肌2.1.1人眼的构造眼球的形状近前房似为一个球体,其平均直径约20mm 。
睫状小带晶状体 有三层薄膜(眼角膜/巩膜,睫状带脉络膜和视网膜)包围着眼视网膜球。
晶状体由同心的纤维细胞层巩膜玻璃体组成,并由附在睫状体上的纤维悬挂着脉络膜中央凹纤维悬挂着。
人眼剖面简图h=2.55mm 图2.3用眼睛看一棵棕榈树的图解,C点是晶状体的光心图23用眼睛看一棵棕榈树的图解C点是晶状体的光心9亮度亮度适应现象适应现象:人眼并不能同时在整个范围内工作,而是利用改变灵敏度来实现大的动态范围内的变动内的变动;9当平均亮度适中时,能分辨的最大亮度和最小亮度之比为当平均亮度很低时这个比亮度之比为1000:1;当平均亮度很低时,这个比值只有10:19主观亮度是进入人眼的光强度的对数函数;感觉亮度不是简单的强度函数的例子1,视觉系统倾向不同强度区域边界周围的欠调或过调现象如图2.7所示。
27所示虽然条带的强度恒定,但实际感觉到了一幅带有毛实感觉到了幅带有毛边的图形,即边缘处,亮的一边更亮,暗的一边更暗,称之为马赫带效应。
地取决于强度。
地取决于强度图2.8 同时对比例子,所有的中心方块都有相同的强度,但是当背景变亮时,他们逐渐变暗强度但是当背景变亮时他们逐渐变暗在错觉中眼睛 在错觉中,眼睛填上了不存在的信息或错误地感知物体的几何特点。
图2.9一些典型的视觉错觉释放电磁波。
与光成正比。
图2.12 (a)单个成像传感器图212(a)单个成像传感器图2.13 单个成像传感器组通过运动产生二维图像图213单个成像传感器组通过运动产生二维图像以圆环形状安装的传感器常用于医学和工业成像,以得到三维物体的横断面(切片)图像,横断片像如CT、PET、MRI等。
量的电磁波和某种超声波敏感元件常以阵列形式排列。
是摄像机上常见的结构。
照射(能)源输出(数字化后的)图像成像系统场景元素场景投影到图像平面数字图像获取过程⎥⎥⎤⎢⎢⎡−−=)1,1( )1,1( )0,1()1,0( )1,0( )0,0(),(N f f f N f f f y x f 中的每个了一幅数字图像。