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人眼视觉原理.2ppt剖析

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《人眼构造》PPT课件

《人眼构造》PPT课件

Y10 Y11 Y12 Y13 Y20 Y21 Y22 Y23
U10 U11 U12 U13 U20 U21 U22 U23
U10 U11 U20 U21
V10 V11 V12 V13
V20 V21 V22 V23
4:4:4
每条扫描线每4个连 续的采样点取4个Y、 4个Cr、4个Cb样本, 每一个像素用3个样 本表示。 不是子采样格式
视 觉
的视觉信息，经视神经传送到大脑。
基• 视路是指从视网膜接受视信息到大脑视
础 皮层形成视觉的整个神经冲动传递的路径。
知
识4.
眼附属器
眼附属器包括眼睑、结膜、泪器、眼外肌和眼
眶。
聚精 会神 地盯 着中 央的 十字 看， 你会 发现？
动画
第
人眼的成像过程
二
章 • 人眼的成像过程：
视 • 光线→角膜→前室水状液→瞳孔→水晶体→后室玻璃体→成像于视网膜
dS.cos d.dS.cos
(cd / m2，坎德拉/平方米，尼特）
该亮度是客观亮度，和观察的角度无关。
亮度
第 二 章 视 觉 基 础 知 识
第
2.3色度学
二
章 1．彩色视觉
视 • 明视觉过程；暗视觉过程。
觉 • 彩色三要素：明亮度、色调和饱和度。
基
础
知 识
明亮度：彩色光引起的人眼对明暗程度的
3.亮色表示法
觉 基 础 知 识
Y 0.299
U
0.1687
V 0.5
0.587 0.114 R 0.3313 0.5 G 0.4187 0.0813B
Y 0.3 0.6 0.1 R Y 0.3R 0.6G 0.1B

眼睛成像原理PPT课件

眼睛成像原理PPT课件
12
四、近视眼及其矫正
1、成因：
2、矫正：
晶状体太厚，折光能力 太强，或者眼球的前后 方向过长，成像于视网 膜前。
配戴用凹透镜做成的近 视眼镜。
13
四、远视眼及其矫正
1、成因：
2、矫正：
晶状体太薄，折光能力 太弱，或者眼球前后方 向过短，成像于视网膜 后。
配戴用凸透镜做成的远 视眼镜。（老花眼镜）
4
三、人眼看清远近物体的原理：
5
三、人眼看清远近物体的原理：
睫状肌 角膜 晶状体
视网膜
6
三、人眼看清远近物体的原理：
睫状肌 角膜 晶状体
视网膜
7
三、人眼看清远近物体的原理：
睫状肌 角膜 晶状体
视网膜
8
三、人眼看清远近物体的原理：
睫状肌 角膜 晶状体
视网膜
9
三、人眼看清远近物体的原理：
睫状肌 角膜 晶状体
视网膜
10
三、人眼看清远近物体的原理：晶状体的调节
11
三、人眼看清远近物体的原理：晶状体的调节作用
当睫状体放松时，晶状体 变薄，远处来的光线恰好会聚 在视网膜上，眼球可以看清远 处的物体。
当睫状体收缩时，晶状体 变厚，近处来的光线恰好会 聚在视网膜上，眼球可以看 清近处的物体。
第四节 眼睛和眼镜
1
一、眼睛的结构
睫状体 角膜 晶状体 瞳孔
虹膜
玻璃体 视网膜 通往大脑的神经
2
角膜、晶状体的共同作 用相当于凸透镜
视网膜相当于光屏 •瞳孔则相当于光圈
3
二、人眼看物的原理
• 晶状体和角膜的共同作用相当于凸 透镜，它把来自物体的光会聚在视 网膜上，形成物体的像。视网膜上 视神经细胞受到光的刺激，把这个 信号传给大脑，我们就看到了物体

眼球结构及视觉PPT课件

眼球结构及视觉PPT课件
坐姿要端正：不可弯腰驼背，越靠近或趴着 做功课易造成睫状肌紧张过度，进而造成近视
• 睡眠不可太少,作息有规律：睡眠不足身体 容易疲Fra bibliotek,易造成假性近视。
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角膜、房水、晶状
光 体、玻璃体 线 折光系统
成像于视网膜
感光细胞 接受刺激 产生兴奋
视神经
（纠正倒像） 视觉中枢
产生视觉
正常眼
看近物 睫状肌收缩晶状体曲度变大 物像在视网
膜上
看近远物视 眼 戴凹透镜舒张
变小
晶状体曲度过大或眼球前后径过长 物像在视网膜前方
远 视 眼 戴凸透镜 晶状体曲度过小或眼球前后径过短 物像在视网膜后方
用眼卫生：三要三不要
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失去正常人辨别颜色能力 的先天性色觉障碍。
红色盲、绿色盲、红绿色 盲、黄蓝色盲和全色盲。
眼球 （主要） 眼
角膜：透明 外膜 巩膜：白色(眼白)
睫状体：调节晶状体曲度
的
眼球壁 中膜 虹膜(眼球颜色)：瞳孔
结
（受虹膜平滑肌控制）外界
光线强瞳孔缩小反之扩大
构
脉络膜：营养
内膜：视网膜 有感光细胞
附属结构：眼睑、结膜等
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近视和远视
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近视
远视 9
不同曲度的凸透镜折光情况示意图
（D）角膜、房水、晶状体和玻璃体组成
2、我们通常说的蓝眼睛是指人的眼球中（ B ）
（A）角膜是蓝色的（B）虹膜是蓝色的
（C）晶状体是蓝色的（D）玻璃体是蓝色的
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3、人眼相当于凸透镜，当人观察物体时， 物体在视网膜上形成的像是（ D ） A 正立缩小的虚象 B 正立缩小的实象 C 倒立缩小的虚象 D 倒立缩小的实象

眼和视觉概述课件

眼和视觉概述课件
负责传递视觉信 1
息
视神经损伤可能 4
导致视力下降或 失明
视神经由视网膜 神经节细胞和视
2 神经纤维组成
3 视神经纤维将视
网膜上的视觉信 息传递到大脑的 视觉中枢
视觉的形成
光线进入眼睛
01
光线通过角膜进入眼睛
02
角膜对光线进行折射
03
光线通过瞳孔进入眼睛
04
瞳孔控制光线进入眼睛的量
视网膜成像
视网膜结构：视网 膜由感光细胞和神 经细胞组成
青光眼和白内障的区别：青光眼主要表现为眼压升高，视神经损伤，视 野缺损等；白内障主要表现为晶状体浑浊，视力下降，视物模糊等。
视觉障碍与治疗
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
视觉障碍：近视、 远视、散光、色 盲等
治疗方法：眼镜、 隐形眼镜、手术 治疗等
预防措施：保持 良好的用眼习惯， 避免长时间近距 离用眼
治疗效果：根据 病情和治疗方法 不同，治疗效果 也会有所差异
01
感光细胞：视杆细 胞和视锥细胞，分 别对暗光和亮光敏 感
02
04
成像原理：光线通 过角膜、晶状体、 玻璃体，聚焦在视 网膜上，形成图像
03
神经细胞：将感光 细胞产生的信号传 递给大脑
视觉信号传递
光线进入眼睛： 光线通过角膜、 瞳孔、晶状体等 结构进入眼睛
01
视神经传递： 视神经将图像 信息传递给大 脑
近视、远视、散光 都属于视觉的异常 与疾病，需要及时 就医，进行矫正和 治疗。
青光眼、白内障
青光眼：一种常见的眼部疾病，主要表现为眼压升高，视神经损伤， 视野缺损等。
白内障：一种常见的眼部疾病，主要表现为晶状体浑浊，视力下降， 视物模糊等。

光电成像原理与技术第二章人眼的视觉特性与图像探测.ppt

光电成像原理与技术第二章人眼的视觉特性与图像探测.ppt
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下午10时53分 光电成像原理
第二章 人眼的视觉特性与图像探测
§2.2 二、 光电成像系统的图像探测方程 1 光电成像输出的图像信号表达式
S n1 n2 B1 B2 r 2 2Q
式中，r是系统接收孔径的半径，η是光电转换的量 子效率，τ是有效积分时间，α是像元边长对系统的 张角，Q是每lm光通量在每秒所通过的光子数。
1. 人眼的构造
下午10时53分
3
光电成像原理
第二章 人眼的视觉特性与图像探测
人眼的主要组成部分：①由角膜、虹膜、晶状体、 睫状体和玻璃体组成的光学系统；②构成人眼视觉 关键部分的视网膜—敏感和信号处理部分，带有盲 点和黄斑；③信号传输和显示系统的视神经和大脑。 复杂多层网格结构的视网膜：与玻璃体相接触 的部分，是神经细胞层，神经的末端是神经细胞(细 胞元)。
下午10时53分 光电成像原理
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第二章 人眼的视觉特性与图像探测
图像探测灵敏阈：光电成像系统的图像探测极限。
影响图像探测极限的因素：①景物细节的辐射亮度 或单位面积的辐射强度；②景物细节对光电成像系 统接收孔径的张角；③景物细节与背景之间的辐射 对比度。 通常用探测到图像细节的最小张角与最低辐射亮 度两者关系曲线表示图像探测极限。 选定各种不同的、确定的辐射对比度测定上述曲 线—图像探测特性曲线，该曲线定量地表明了光电 成像系统的图像探测灵敏度，图像探测曲线的解析 表达式称为图像探测方程。
Lt Lb C , Lt 是目标亮度 C的倒数成为反衬灵敏度。 Lb
Wald定律：背景亮度Lb、对比度C和人眼所能探测 目标的张角α之间具有的关系式 LbC 2 x const , x在0 ~ 2之间变化 对于小目标α <7’，则x=2，得到Rose定律：

第二课-人眼视觉特性-课件

第二课-人眼视觉特性-课件

可见光谱的波长范围约380 纳米到780 纳米之间。

为了准确的对各种颜色进行计算，国际照明委员会（CIE）采用一套可以由物理手段产生的谱色光作为三基色，其中，红基色光的波长为
546.1nm，蓝基色光的波长为
光可以由物理手段产生，因此通常称它们为物理三基色。

RGB混合曲线（分布色系数）
分布色系数指：辐射功率为1光瓦时，各谱色光的三色系数
系统相对三色系数
XYZ(x-y)色度图
XYZ 计色系统混色曲线（分布色系数）
1光瓦谱色光的三基色系数
•NTSC显像三基色的重现色域EBU显像三基色的重现色域
色彩空间
）
表色度坐标，其中a*代表红-绿轴，b*代表黄-蓝轴。

•CMYK
CMYK模式是另外一种彩色描述，也称为削减模式，常用于打印，感光材料等。

它所使用的四种基色分别为：
青色（Cyan）
品红（Magenta）
黄色（Yellow）
黑色（Black）
饱和度最高？
a b c
2.Photoshop中RGB（255，0，0）、＃8080FF、。

《人眼视觉特性》课件

《人眼视觉特性》课件
色适应：人眼对不同颜色环境的适应 能力
暗Hale Waihona Puke 应：人眼在黑暗环境中的适应能 力明适应：人眼在明亮环境中的适应能 力
视觉疲劳：长时间注视同一物体或环 境导致的视觉疲劳
视觉恢复：视觉疲劳后的恢复过程和 机制
视觉适应的应用
夜视仪：通过 调整亮度和颜 色，使夜间环 境更加清晰可
见
眼镜：根据不 同视力需求， 调整镜片度数 和颜色，提高
对比度感知与视觉阈值
对比度感知：人眼对不同亮度和颜 色的对比敏感度
亮度感知：人眼对不同亮度的感知 能力
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
视觉阈值：人眼能够分辨的最小亮 度或颜色差异
颜色感知：人眼对不同颜色的感知 能力
人眼的视觉适应性
暗适应与明适应
暗适应：在暗环境中，人眼 对光的敏感度逐渐提高的过 程
人眼视觉特性
汇报人：PPT
单击输入目录标题 人眼的结构与功能 人眼的视觉感知 人眼的视觉适应性 人眼的视觉疲劳与保护 人眼的视觉注意与认知
添加章节标题
人眼的结构与功能
人眼的解剖结构
眼球：人眼的 主要组成部分， 包括角膜、晶 状体、玻璃体
等
视网膜：位于 眼球后壁，负 责接收光线并 转化为电信号
视神经：连接 视网膜和大脑， 负责传递视觉
信息
瞳孔：位于角 膜中央，负责 调节进入眼球
的光线量
巩膜：眼球的 白色部分，负 责保护眼球内
部结构
眼睑：负责保 护眼球，防止 异物进入眼睛
人眼的视觉系统组成
角膜：位于眼球最外层，起到保护眼球和 折射光线的作用
视网膜：位于眼球内壁，含有感光细胞， 负责接收光线并转化为电信号

眼睛视觉器官ppt课件

眼睛视觉器官ppt课件
眼病”
包括泪腺和泪道，主要作用是产 生泪液，湿润眼球
管理眼球的运动
二、视觉的形成
1、视觉的形成 物体反射出的光线进入眼球，经过角膜、房水、晶状体、玻璃体等折 光后，在视网膜上形成清晰的物像，视网膜上的感光细胞在光的刺激 下，产生神经冲动通过视神经传入大脑皮质，产生视觉。 人的双眼共同作用，形成立体视觉，即对三维空间各种物体的远近、 前后、高低、深浅和凸凹的感知。
（2）此外，教育幼儿不要玩小刀、剪子、弹弓、气枪、注射器、竹签、鞭炮、沙土等 容易对眼睛造成伤害的玩具，以免造成眼外伤。如眼内进入异物，勿揉，应找保教 人员帮忙。
5、定期检查视力，以便发现异常，及时矫治。 学前期是视觉发育的重要时期，也是矫正视觉缺陷效果最明显的时期，年龄越小，治 疗的效果越好。要定期为学前儿童检查视力，视力差时，及时查明原因，及时治疗。3 岁以上的儿童每半年检查一次视力，如果视力不足0.9，要进行复查。 此外，要经常开展各种户外活动，积极锻炼身体，注意供给充足的营养，如维生素B1、 维生素B2、维生素D和鱼肝油等。
长期弱视会使幼儿无法形成立体视觉，造成生活、工作上的困难甚至危险。据调查， 发生车祸的人中，有20%是缺乏立体视觉者。
治疗弱视的关键期是6岁前。
四、学前儿童视觉器官的保育要点
1、培养良好的用眼习惯 （1）注意科学采光
在绘画、写字、看书时，应有充足的光线，但不可在日光直射或过暗的地方进行。幼儿 活动室窗户大小适中，使自然光充足。室内墙壁、桌椅家具等宜用浅色，反光较好。 光线应从左侧射来，以免出现暗影遮光，当室内不够明亮时，应采用人工照明。阳光 中的紫外线会损伤眼睛，平时不易长时间直射面对阳光。 （2）注意用眼卫生
眼球构成
眼外 球层 壁
角膜 巩膜

第二节视觉-精选.ppt

第二节视觉-精选.ppt

3. 散光（astigmatism): 角膜表面不呈正球面（不同方位曲率半径不等） 或晶状体表面曲率异常 平行光线进入眼内不能形成焦点，而形成焦线 视物不清或物像变形
散光眼纠正方法：柱面镜
二、视网膜的结构和两种感光换能系统
视觉的形成：包括物理、化学、意识、心理、哲学范畴
（一）视网膜的结构特点
（三）眼的调节（accommodation)
1. 晶状体的调节
看远物
腱状肌松弛
悬韧带紧张
晶状体扁平
折光能力降低
不需调节，成像在网膜上
看近物
腱状肌收缩
悬韧带松弛
晶状体变凸
折光能力增高
物象前移，成像在网膜上
腱状肌收缩，松弛腱状小带
晶状体调节的反射过程：
视近物
模糊图象到达视皮层
（二）视网膜的两种感光换能系统 1. 视杆系统（晚光觉系统）
由视杆细胞（rods) 和与它们相联系的双极细胞、 神经节细胞等组成，对光的敏感性高，能感受弱光， 但分辨率低，无色觉。 2. 视锥系统（昼光觉系统）
由视锥细胞（cones) 和与它们相联系的双极细 胞、神经节细胞等组成，对光的敏感性低，只能感 受强光，但但分辨率高，有色觉。
第二节 视 觉
人脑获取的外界环境的信息，95%以上来自视觉。 人眼的适宜刺激：波长 370-740nm 电磁波（可见光） 分辨亮度、色泽 眼球的结构
一、眼的折光系统及其调节
（一）眼的折光系统的光学特性 一系列折光体，折光率和曲率半径均不同 主焦点在视网膜上，平行光线（发光点在6m以外）
简化眼：正常眼的等效光学模型，简单但折光效果 相同
视力（视敏度，visual acuity): 眼能看清的 物体的大小的极限。网膜像 5 m (中央凹处 视锥细胞的平均直径）。

人眼视觉原理PPT课件

人眼视觉原理PPT课件

正的黑体并不存在，但是，一个表面开有一个小孔的空腔，可以看作是一个近似的
黑体。因为通过小孔进入空腔的辐射，在腔里经过多次反射和吸收以后，不会再从 小人通过著名实验—黑体辐射实验，发现黑体
辐射的能量不是连续的，它按波长的分布仅与黑体的温度有关。从经典物理学的角 度看来，这个实验的结果是不可思议的。
的程度。一切物理现象似乎都能够从相应的理论中得到满意的回
答。
例如，一切力学现象原则上都能够从经典力学得到解释，牛顿
力学以及分析力学已成为解决力学问题的有效的工具。对于电磁
现象的分析，已形成麦克斯韦电磁场理论，这是电磁场统一理论，
这种理论还可用来阐述波动光学的基本问题。至于热现象，也已
经有了唯象热力学和统计力学的理论，它们对于物质热运动的宏
26
不同亮度下精的选pp路t课件最灯新 感觉不一样
1979年第16届国际计量大会决定：坎德拉是 一个光源在指定方向上的发光强度，该光源 发出频率为540×1012Hz的单色辐射，而且 在此方向上的辐射强度为1/683（W/Sr）。
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2.2 光度学基本概念 接收面
光通量
单位面积 （每平方米）
光照度
的照明 程度
（流明lm） 指定方向 （勒克斯lx）
be modes of motion, is at present obscured by two clouds. ）
W．汤姆孙在1900年4月曾发表过题为《19世纪热和光的动力学理论上空 的乌云》的文章。他所说的第一朵乌云，主要是指迈克尔孙实验结果和以 太漂移说相矛盾；他所说的第二朵乌云，主要是指热学中的能量均分定则 在气体比热以及势辐射能谱的理论解释中得出与实验不等的结果，其中尤 以黑体辐射理论出现的“紫外灾难”最为突出。

光学仪器的基本原理一眼睛的结构及其视觉原理课件

光学仪器的基本原理一眼睛的结构及其视觉原理课件
❖ ⑴冉镜可当作一般放大镜观察实物，惠镜则只能用来观察象。 ❖ ⑵在冉镜物方焦距平面上放置透明刻度尺或叉丝，此时叉
丝或刻度尺与物镜成的实象经目镜系统同样放大，就能准 确地测量象的长度和位置；惠镜中刻度尺或叉丝只能放在
F2面上测中间象，并因刻度尺或叉丝仅经视镜一次成象， 使目镜系统的消色差作用对它们不发挥作用，仅能在近 轴的小范围内给出清晰的刻度尺或叉丝的象。
2.冉斯登目镜
结构特点：由两个同种玻璃的平凸透镜构成，场镜、视镜 焦距相等，凸面相对，平面向外。
f1 f2
d＝
2 3
f1
M
25
f'
f’为目镜的象方焦距
第25页，共27页。
冉斯登目镜
第26页，共27页。
3.差别：
❖ 相同处：都有对各自物镜的象有再成象和放大作用
❖ 差别：惠目镜，物方焦点F在两镜间，冉镜物焦点F在 镜外。
ff’才能满足高斯公式，这就要求眼睛必须可自动
调焦。
第3页，共27页。
二.简化眼模型 从几何光学观点看，人眼是由角膜，晶 状体等各折射球面构成的共轴球面系统， 这一系统能在视网膜上形成清晰的象。 眼的光心——人眼的等效折射球面的曲率 中心c
第4页，共27页。
第5页，共27页。
第6页，共27页。
❖ 正常眼睛的近点约15cm（与年龄有关）
❖ 远点和近点之间的范围，即:眼睛的调节（焦）范围，即 物体位于此范围内均能在视网膜上成象。
第9页，共27页。
4.明视距离：
在适当的照明条件下，眼睛处于正常状态（即睫 状肌肉既不完全张紧，也不完全放松）所能看 清眼前物的距离，称明视距离,正常眼睛 d=25cm。
s' s
第8页，共27页。

第二章 人眼视觉原理

第二章 人眼视觉原理
25
2.5 颜色视觉
亮度公式
在色度学中，通常把由配色方程配出的彩色光F 的亮度用光通量来表示： Y=0.30R＋0.59G+0.11B
（2-2）
26
思考
1. 在交通路口，为什么选择黄、绿、红作为交通指示灯的 颜色？ 提示：观察视敏度曲线。 2. 在电影院看电影时，为什么要把照明灯都关掉？ 提示：理解韦伯定律和视觉惰性。
20
2.5 颜色视觉
三基色原理
指自然界中常见的大部分彩色都可由三种相互独立 的基色按照一定比例混合得到。 所谓独立，是指其中任
何一种基色都不能由另外两种基色合成。
1931年，国际照明委员会（CIE）规 定 水 银 光 谱 中 R ～ 700nm ； G ～ 546.1nm； B～ 435.8nm为红、绿、蓝 基色光。当红、绿、蓝三束光比例合 适时，就可以合成自然界中常见的大 多数彩色。
视觉残留现象，白天约为0.02秒，晚上约为0.2秒。
17
2.5 颜色视觉
彩色
颜色
非彩色
18
2.5 颜色视觉
颜色感觉
射入眼内的是含有不同颜色成分单色光的复合光。
视网膜上锥细胞内含感受红、绿、 蓝三种基色的感色成分。
注：视网膜上的细胞按照形状可以分为锥细胞和柱细胞。柱 细胞的数量比锥细胞大得多，在视网膜上大约有 7500 万～ 15000万个柱细胞。柱细胞的分辨率比较低，主要提供视野 的整体视像，它们不感受颜色，但是对低照度比较敏感（适 暗视觉）。每个眼内约有600～700万个锥细胞。它们对颜色 很敏感。每个这样的细胞都连到自己的神经末梢，锥细胞视 觉称为适亮视觉。
光通量（流明lm）：反映一束光引起光亮感觉的能力，指的 是单位时间里通过一个面积的能量流，可以描述光源或接收面。 发光强度（坎德拉cd ）：指定方向上的发光强弱。1坎德拉 ＝1流明/1球面度（立体角元）。 光照度（lx）：接收面的照明程度。1勒克斯＝1流明/1米2。 亮度(cd/m2，也称尼特nt)：指光作用于人眼时所引起的明亮 程度的感觉，与色光所含能量有关。 7

【课件】眼视觉及视象学PPT透视学眼光学视知觉的原理和应用

【课件】眼视觉及视象学PPT透视学眼光学视知觉的原理和应用

实验 原理
应用
通过玻璃棱镜定量观察光的折射现象。
讲解光在不同折射介质中传播时的折射定律，并 解释影响光折射的因素。
探究折射实际应用领域，如眼镜和光学设备的设 计与优化。
眼球结构与视网膜
1
视网膜组成
2
详细解释视网膜的构成、感光细胞类型
以及视觉信息如何处理和传输。
3
眼球解剖
介绍眼球的解剖结构和各部分的功能。
研究
介绍相关研究领域，如视觉 传达和认知心理学，并与眼 动追踪技术的关系。
图像形态与位置知觉
形体感知
探讨形状、大小、方向和空间关 系对视觉感知的影响。
位置知觉
视觉错觉
解释位置感知的原理以及视网膜、 皮质处理和注意力对位置知觉的 影响。
揭示视觉错觉背后的原理，并介 绍一些经典的视觉错觉现象。
光学折射实验与和 应用
本课件将介绍眼视觉的基本原理、眼球结构与视网膜、视觉适应、光的三原 色以及光线在不同介质中的传播。通过透镜原理与成像，探究线性透视法和 空间透视法的原理与应用。
眼动追踪技术
定义
了解眼动追踪技术的定义和 基本原理。
应用
探索眼动追踪技术在用户界 面设计和广告评估中的应用。
视网膜疾病
概述常见的视网膜疾病，如黄斑变性和 视网膜脱离，并介绍相关的治疗方法。
色彩对比度与亮度感
色彩对比度
探索色彩对比度对图像感知和信息传达的重要性， 以及如何创造视觉冲击。
亮度感
解析亮度感知的原理和如何利用亮度对图像和设计 进行引导和突出。
眼视觉的基本原理
1 复杂视觉系统
介绍视觉系统的基本组成部 分和它们之间的相互作用。
2 感光细胞
详述视觉系统中的感光细胞 类型、特性和其在光感知中 的作用。
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标准基色和色度图
XYZ颜色模型 CIE(国际照度委员会)

X,Y,Z表示产生一种颜色所
需要的三基色的量
C xX yY zZ x y z 1 X x X Y Z Y y X Y Z Z z X Y Z
X=0.4902R+0.3099G+0.1999B Y=0.1770R+0.8123G+0.0107B Z=0.0000R+0.0101G+0.9899B x, y, z：色系数
2. 标准基色和色度图
CIE色度图 作用：为不同基色组比较整个颜色范围 标识互补颜色 确定颜色主波长和纯度
2. 标准基色和色度图
2. 标准基色和色度图（续）
3. RGB颜色模型
R（红）G（绿）B（蓝）
（0,0,0）代表黑色，(1,1,1)代表白色
一种颜色C rR gG NhomakorabeaB运动视频分析系统
运动视频分析系统
运动视频分析系统
1.1. 人眼的视觉特性与模型
1.1. 人眼的视觉特性与模型

人眼的构造


视网膜的结构（杆状细胞，锥 状细胞） 视细胞的分布 视觉的适应 绝对视觉阈 阈值对比度 光谱灵敏度 分辨力 视觉系统的调制传递函数


人眼的视觉特性

品红（magenta）：红+蓝 青（cyan）：蓝+绿 黄（yellow)：红+绿

补色
标准基色和色度图
原色：如果将X,Y,Z三种颜色适当混合即可产生 白 色效果，而其中两种颜色组合不能产生第三种颜色， 这三种颜色称为原色。即红、绿、兰为原色。
C rR gG bB
实验发现，很多颜色的光无 法用RGB三种原色组合获得。 例如，500nm颜色=G+B-R RGB彩色监视器无法获得

打印中的主要颜色是黑色 等量的CMY原色产生黑色，但不纯 在CMY基础上，加入黑色，形成CMYK彩色空间
4. CMY颜色模型
RGB是加色模型，CMY是减色模型
C 1 R M 1 G Y 1 B

人眼的分辨力：人眼能区分 两发光点的最小角距离称为 极限分辨角θ，其倒数为人 眼分辨力。
从内因分析，影响分辨力的 因素为眼睛的构造。 从外因分析，是目标的亮度 与对比度。 人眼会根据外界条件自动进行 适应，从而可以得到不同的 极限分辨角。

暗视觉
明视觉
2018/10/15
人眼观察物体的要求
灵敏度：以量子阈值表示时，最小可探测的视觉刺激是58~145个 蓝绿光(波长为0.51m)的光子轰击角膜引起的，据估算，这一刺 激只有5~14个光子实际到达并作用于视网膜上。 分辨力：
能量分布
能量E
Ed Ew
纯度 依赖于Ed与Ew差别 Ew=0 纯度100% Ed=Ew 纯度0
红
紫
频率
白色光
红 紫 某主频光
RGB三基色

RGB三基色 基本颜色 可用来生成其他颜色的两种或三种颜色 Blue=435.8nm Green=546.1nm Red=700nm

二次色

R 1 C G 1 M B 1 Y

光谱灵敏度（光谱光视效率）：人眼对各种不同波长的辐射光有不同 的灵敏度（响应），对大量正常视力观察者的实验表明： 在较明亮环境中，人眼视觉对波长0.555μ m左右的绿光最敏感； 在较暗条件下，人眼视觉对波长0.512μ m左右的黄绿光最敏感； 右图给出不同视场亮度下，人眼的光谱光视效率曲线：
波长与颜色关系
可 见 光
次 声 波 无 线 电 波 红 外 线 红 色 光 紫 色 光 紫 外 射 线 线 X
声 波
微 波
可见光频率范围：红 橙 黄 绿 兰 紫 4.3X1014Hz----7.5X1014
光波与颜色
由红绿蓝三色组成的颜色
光的特征

色调：主频率 决定颜色 亮度 单位时间、单位角度、单位投射面上光源幅射能量 饱和度：纯度 该频率的颜色表现

对比度C：当Lt和Lb分别为目标与背景的亮度时，对比度表示为：
Lt -Lb C Lb
由于背景亮度、对比度和人眼所能 探测的目标张角三者之间存在制约关 系（ Wald 定律），特别是在目标张 角<7’，时，存在Rose定律：
Lb C 2 α 2 const
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人眼的视觉特性
10 lx 对比度：图案不同，对对比度的要求也不同（如点与点： 26％； 方波条纹之间：3％）
-6
信噪比：人眼观察物体需要排出干扰，如果干扰太大将影响到人 眼的观察效果。图案不同，人眼对信噪比的要求不同（如方波图 案：1～1.5左右；余弦图案：3～3.5左右）
10-4lx
10-5lx
10-3lx
光波与颜色
3. RGB颜色模型
R（红）G（绿）B（蓝）
（0,0,0）代表黑色，(1,1,1)代表白色
一种颜色
C rR gG bB
3. RGB颜色模型
R（红）G（绿）B（蓝）
0.8
0.7
0.1
0.2
0.7

CMY(青、品红、黄)、CMYK (青、品红、黄 、黑）


运用在大多数在纸上沉积彩色颜料的设备，如彩 色打印机和复印机 CMYK
第一章 数字视频基础
1.0. 视频应用
1.1. 人类视觉系统与模型
1.2. 彩色模型
1.3. 数字视频基础 1.4. 多维随机信号分析
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视频应用
视频应用
图像与视频信号处理无所不在
视频应用
目标的检测与识别
图像与视频拼接
普通相机视场：50×350 人眼视场：200×1350 全景拼接（Panoramic Mosaic）：360×1800
2018/10/15
视网膜

视网膜的结构

杆状细胞 锥状细胞


视细胞的分布
2018/10/15
视觉的适应

明视觉 暗视觉 中介视觉 颜色适应
暗视觉 中介视觉 明视觉
3×10-5cd/m2
3cd/m2
3×105cd/m2
2018/10/15
人眼的视觉特性

绝对视觉阈：全黑视场下，人眼感觉到的最小光刺激值，约10－9 lx量级。 阈值对比度：时间不限，使用双眼探测一个亮度大于背景亮度的 圆盘，察觉概率为50%时，不同背景亮度下的对比度。