數(shù)字圖像處理基礎(chǔ)知識(shí)-圖像處理基礎(chǔ)（數(shù)字圖像處理課件）

它可以分成照明系統(tǒng)、同步系統(tǒng)、掃描系統(tǒng)、光／電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、A／D轉(zhuǎn)換系統(tǒng)五個(gè)部分。1.圖像采集系統(tǒng)數(shù)字圖像處理基礎(chǔ)1.2圖像的獲取及圖像文件格式類型2.光／電轉(zhuǎn)換特性

圖像傳感器通過(guò)光／電器件將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。

數(shù)字圖像處理基礎(chǔ)1.2圖像的獲取及圖像文件格式類型3.圖像傳感器圖像傳感器主要完成光／電轉(zhuǎn)換功能。圖像傳感器按照結(jié)構(gòu)可以分為兩類：CCD型和CMOS型圖像傳感器，前者采用光／電耦合器件構(gòu)成，后者采用金屬氧化物器件構(gòu)成，兩者都采用光/電二極管結(jié)構(gòu)感受入射光并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，區(qū)別在于輸出電信號(hào)所用方式不同。數(shù)字圖像處理基礎(chǔ)1.2圖像的獲取及圖像文件格式類型4.采樣/保持電路數(shù)字圖像處理基礎(chǔ)1.2圖像的獲取及圖像文件格式類型(1)黑白圖像

(二值圖像）5.數(shù)字圖像類型數(shù)字圖像處理基礎(chǔ)1.2圖像的獲取及圖像文件格式類型(2)灰度圖像數(shù)字圖像處理基礎(chǔ)1.2圖像的獲取及圖像文件格式類型(3)彩色圖像（索引圖像和真彩色圖像（RGB）圖像

彩色圖像除有亮度信息外，還包含有顏色信息。彩色圖像的表示與所采用的彩色空間，即彩色的表示模型有關(guān)，同一幅彩色圖像如果采用不同的彩色空間表示，對(duì)其的描述可能會(huì)有很大的不同。常用的表示方法主要有真彩色圖像（RGB）圖像和索引圖像。數(shù)字圖像處理基礎(chǔ)1.2圖像的獲取及圖像文件格式類型3.圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)

圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)是圖像工程的基礎(chǔ)技術(shù)之一。在圖像通信工程中、圖像被光學(xué)系統(tǒng)成像到接收器上，再經(jīng)過(guò)光電轉(zhuǎn)換、記錄、編碼壓縮、傳輸、增強(qiáng)和復(fù)原處理及其他變換等過(guò)程。所有這些過(guò)程的技術(shù)優(yōu)劣的評(píng)價(jià)都?xì)w結(jié)到圖像質(zhì)量的評(píng)價(jià)。

3.1圖像質(zhì)量的主觀評(píng)價(jià)

對(duì)圖像質(zhì)量最普通和最可靠的評(píng)價(jià)是觀察者的主觀評(píng)價(jià)。主觀評(píng)價(jià)的任務(wù)是要把人對(duì)圖像質(zhì)量的主觀感覺與客觀參數(shù)和性能聯(lián)系起來(lái)。數(shù)字圖像處理基礎(chǔ)1.3圖像的視覺原理表1.2主觀測(cè)試分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)損傷質(zhì)量比較每級(jí)的主觀質(zhì)量國(guó)別每級(jí)的主觀質(zhì)量國(guó)別比較的衡量國(guó)別五級(jí)標(biāo)準(zhǔn)1.不能察覺2.剛察覺不討厭3.有點(diǎn)討厭4.很討厭5.不能用原聯(lián)邦德國(guó)、日本等五級(jí)標(biāo)準(zhǔn)5.優(yōu)4.良3.中2.次1.劣原聯(lián)邦德國(guó)、日本、英國(guó)五級(jí)標(biāo)準(zhǔn)+2好得多+1好0相同-1壞-2壞得多原聯(lián)邦德國(guó)、英國(guó)等六級(jí)標(biāo)準(zhǔn)1.不能察覺2.剛覺察到3.明顯但不妨礙4.稍有妨礙5.明顯妨礙6.極妨礙(不能用)英國(guó)、EBU等六級(jí)標(biāo)準(zhǔn)6.優(yōu)5.良4.中3.稍次2.次1.極次英國(guó)、EBU等七級(jí)標(biāo)準(zhǔn)+3好得多+2好+1稍好0相同-1稍壞-2壞-3壞得多EBU等數(shù)字圖像處理基礎(chǔ)1.3圖像的視覺原理表1.3CCIR推薦的主觀測(cè)試規(guī)程數(shù)字圖像處理基礎(chǔ)1.3圖像的視覺原理3.2.圖像質(zhì)量的客觀評(píng)價(jià)客觀的圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)方法可分為無(wú)參考評(píng)價(jià)方法和有參考評(píng)價(jià)方法兩類。有參考圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)即計(jì)算過(guò)程需要觀測(cè)圖像與標(biāo)準(zhǔn)圖像做對(duì)比，從而得出觀測(cè)圖像與標(biāo)準(zhǔn)圖像之間的差異，該差異越大，說(shuō)明觀測(cè)圖像的降質(zhì)程度越大，圖像質(zhì)量也越差。但在實(shí)際應(yīng)用中，往往找不到標(biāo)準(zhǔn)圖像，比如一些在運(yùn)動(dòng)中拍攝的圖像，往往帶有各種噪聲和運(yùn)動(dòng)模糊，在評(píng)價(jià)這些圖像的質(zhì)量時(shí)，不存在與之做對(duì)比的標(biāo)準(zhǔn)圖像，因此在這種情況下需要開發(fā)無(wú)參考圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)去衡量其圖像質(zhì)量。數(shù)字圖像處理基礎(chǔ)1.3圖像的視覺原理

目前為止應(yīng)用最廣泛的指標(biāo)是峰值信噪比(PSNR)和均方誤差(MSE)，即計(jì)算兩幅圖像之間的像素差異。在無(wú)參考的圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)方法中，評(píng)價(jià)的過(guò)程僅依賴觀測(cè)圖像，在這種情況下考核圖像質(zhì)量的難度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)有參考的評(píng)價(jià)方法。目前，無(wú)參考評(píng)價(jià)方法的評(píng)價(jià)指標(biāo)比較少，且已有指標(biāo)往往只是針對(duì)某一特定的應(yīng)用背景，不具有通用性。隨著對(duì)各種指標(biāo)研究的深入，發(fā)現(xiàn)在某些情況下上述指標(biāo)的計(jì)算結(jié)果與人類視覺感受不符，甚至與人類視覺感受之間出現(xiàn)相反的結(jié)論，于是開始尋求各種辦法來(lái)解決這樣的問題。數(shù)字圖像處理基礎(chǔ)1.3圖像的視覺原理

圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)算法的目標(biāo)是得到與人的主觀評(píng)價(jià)相一致的評(píng)價(jià)結(jié)果，因此一致性是衡量算法性能的最主要方面。近來(lái)提出的算法都在不同程度上采用了HVS特性，或者是圖像中提取人眼感興趣的邊緣、色彩等結(jié)構(gòu)化信息，或者是在評(píng)價(jià)模型中保留參數(shù)，根據(jù)訓(xùn)練集上的主觀評(píng)價(jià)值來(lái)確定這些參數(shù)，或者是把HVS系統(tǒng)看成一個(gè)黑箱，通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)的方法挑選出人眼感興趣的特征。所有這些都是為了讓算法給出的客觀評(píng)價(jià)結(jié)果盡可能地與主觀評(píng)價(jià)值相一致。

數(shù)字圖像處理基礎(chǔ)1.3圖像的視覺原理

在許多實(shí)際應(yīng)用中，經(jīng)常得不到參考圖像或者獲得參考圖像付出代價(jià)太大，因而要求算法降低對(duì)參考圖像的依賴程度。同時(shí)，觀測(cè)者往往并不需要參考圖像就能夠?qū)D像質(zhì)量做出合理的評(píng)價(jià)。這表明觀測(cè)者在進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)抓住