图像处理与视觉感知---期末复习重点（1）

文章目录

一、概述
二、图像处理基础
- 2.1 视觉感知要素
- 2.2 像素间的一些基本关系
- - 2.2.1 相邻像素
  - 2.2.2 连通性
  - 2.2.3 距离度量
- 2.3 基本坐标变换
- 2.4 空间变换与灰度值

一、概述

1. 图像的概念及分类。
图像是用各种观测系统以不同形式和手段观测客观世界而获得的、可以直接或间接作用于人的视觉系统而产生的视知觉实体。
图像分为模拟图像和数字图像：(1) 模拟图像：二维空间和亮度都是连续值的图像。亮度值连续且不分等级。 (2) 数字图像：二维空间和亮度都是用有限数字数值表示的图像。

2. 像素表示的矩阵、矢量形式。
一幅图像可分解为许多个单元。每个基本单元叫做图像元素，简称像素。

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3. 图像工程的三个层次。

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二、图像处理基础

2.1 视觉感知要素

1. 亮度适应与辨别：
(1) 主观亮度：即人眼感知到的亮度，是进入人眼的光强的对数函数。
(2) 亮度适应现象：感知亮度不是亮度的简单函数。① 马赫带：视觉系统往往会在不同强度区域的边界处出现“ 下冲”或“上冲”现象（毛边）。② 同时对比：感知区域的亮度与背景亮度相关。

2. 当在白天进入一个黑暗剧场时，在能看清并找到空座位时需要适应一段时间，试述发生这种现象的视觉原理？
答：人的视觉绝对不能同时在整个亮度适应范围工作，它是利用改变其亮度适应级来完成亮度适应的，即所谓的亮度适应范围。同整个亮度适应范围相比，能同时鉴别的光强度级的总范围很小。因此，白天进入黑暗剧场时，人的视觉系统需要改变亮度适应级，因此，需要适应一段时间，亮度适应级才能被改变。

2.2 像素间的一些基本关系

2.2.1 相邻像素

1. 相邻像素：4邻域、D邻域、8邻域。

2. 4邻域：像素 $p (x, y)$ 的4邻域是 (x+1,y)；(x-1,y)；(x,y+1)；(x,y-1)。用 $N_4(p)$ 表示像素 $p$ 的4邻域。

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3. D邻域：像素 $p (x, y)$ 的D邻域是对角上的点 (x+1,y+1)；(x+1,y-1)；(x-1,y+1)；(x-1,y-1)。用 $N_D(p)$ 表示像素 $p$ 的D邻域。

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4. 8邻域：像素 $p (x, y)$ 的8邻域是4邻域的点＋D邻域的点。用 $N_8(p)$ 表示像素 $p$ 的8邻域，即 $N_8(p)=N_4(p)+N_D(p)$ 。

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2.2.2 连通性

1. 两个像素连通的两个必要条件是：两个像素的位置是否相邻；两个像素的灰度值是否满足特定的相似性准则（或者是否相等）。

2. 4连通：对于具有值 $V$ 的像素 $p$ 和 $q$ ，如果 $q$ 在集合 $N_4(p)$ 中，则称这两个像素是4连通的。

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3. 8连通：对于具有值 $V$ 的像素 $p$ 和 $q$ ，如果 $q$ 在集合 $N_8(p)$ 中，则称这两个像素是8连通的。

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4. 对于具有值 $V$ 的像素 $p$ 和 $q$ ，如果： $q$ 在集合 $N_4(p)$ 中;或 $q$ 在集合 $N_D(p)$ 中，并且 $N_4(p)$ 与 $N_4(q)$ 的交集为空（没有值V的像素）则称这两个像素是m连通的。

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5. 通路的定义：一条从具有坐标 $(x, y)$ 的像素 $p$ ，到具有坐标 $(s, t)$ 的像素 $q$ 的通路，是具有坐标 $x_0,y_0)，(x_1,y_1)，...，(x_n,y_n)$ 的不同像素的序列。其中， $x_0,y_0)=(x,y)$ ， $x_n,y_n)=(s,t)$ ， $x_i,y_i)$ 和 $x_{i-1},y_{i-1})$ 是邻接的， $1 \leq i \leq n$ ， $n$ 是路径的长度。如果 $x_0,y_0)=(x_n,y_n)$ ，则该通路是闭合通路。