智能感知与学习(二):图像参数

1、可见光:

a、波长:波长不同的电磁波,引起人的颜色感觉不同
在这里插入图片描述
b、光函数:用光函数c(x,y,t,r)表示可见光,x\y为空间分布(坐标);t为时间分布;r为波长,即图像源是能量在时间和空间上的分布
c、人眼以及各种传感器接受到的图像信息为:第i个传感器的输出=这个时刻空间分布的光函数x第i个传感器的光谱特性关于波长的积分
d、不同传感器对不同的波段敏感,多种传感器可以综合采集的到同一景物在不同波谱上辐射能量所成的像

2、光源的辐射特性:辐射强度

a、能谱分布:辐射源在单位时间内在每一波长间隔上所辐射的能量
b、辐射功率:能谱分布关于波长的积分,也称为辐射通联或辐射量
c、辐射度:照射在单位面积上的光通量,是光源对物体辐射的已中毒脸
d、图像一般是对目标上的照度成分i和反射成分r进行度量得出的,即灰度值=光源照射到物体的i*物体反射的r

3、视觉现象:

a、同时对比度
b、视觉错觉,错误感知物体的集合特点,或者填充了不存在的信息

4、灰度图像是一种特殊的RGB彩色图像,即R=G=B情况下的图像即为灰色

5、图像的数字化:

指将模拟图像经过离散化之后得到用数字表示的图像
a、图像的采样:空间坐标x,y的数字化称为图像采样,要确定水平和垂直方向上的像素个数n和m
b、图像采样的形式化定义:设Z表示整数集合,采样处理就是将x,y平面分配到一个网格上,且每一个网格中心的坐标是一个笛卡尔乘积ZZ的元素对,即所有有序元素对(a,b)的集合,其中a和b数据整数集合Z(相当于建立一个坐标系)
c、图像的量化:取值的数字化被称为图像灰度级量化
d、量化处理:将f映射到Z的处理(连续到离散)
e、Z的最大取值,确定像素的灰度级数G=2^m,如256,m=8
f、图像的形式化定义:设Z表示整数集合,R表示实数集合,f(x,y)是数字图像满足的条件是:
①、仅当(x,y)是ZxZ中的整数
②、f是给每一个坐标对(x,y)分配了一个灰度值(出于R,但多要离散化)的函数
g、灰度级L(G)的典型取值是2的整数次幂
h、K比特图像:当一幅图像有2^k灰度级时,称为k比特图像
i、存储数字图像所需要的比特数是b=m
n*k
j、采样的比率越高(分辨率越大),图像质量越好
k、量化的级别越高(颜色更多),图像质量越好

6、统一的采样和量化:

a、需要多少采样分辨率和灰度级——胡昂实验
①实验方法:选取一组细节多少不同、不同N\M\G的图像,让观察者根据主观质量给这些图像进行排序
②实验结论:对有大量细节的图像,质量对灰度级需求相应降低
b、细节较少的人脸图像:量化和采样都有关(递增)
c、细节中等多地摄影师图像:量化关系不大,采样增加而增高(水平)
d、细节较多的球赛观众图像:量化关系不大,采样增加而增高(水平)

7、非统一的图像的采样:

在灰度级变化尖锐的区域,采用细腻的采样,在灰度级变化比较平滑的区域,采用粗糙的采样。

8、非统一的图像的量化:

与采样有关

9、分辨率:

映射到图像平面上的单个像素的景物元素的尺寸,单位为像素/英寸、像素/厘米。或者是指要精确测量和再现一定尺寸的图像所必须的像素个数,单位为像素*像素

10、数字图像的描述(分类):

a、黑白图像:每个图像的每个像素只能是黑或者白,没有中间的过渡,故又称为二值图像,只有0和1(也可以设置成0和255,这样打开的时候就是真·黑白图)
b、灰度图像:每个像素的信息由一个量化的灰度级来描述的图像,没有彩色信息
c、索引图像:索引图像的文件结构比较复杂,除了存放图像数据的二维矩阵外,还包括一个称为颜色索引矩阵(COLORMAP)的二维数组,其中COLORMAP是一个包含三列和若干行的数据阵列。从像素值到颜色映射表值的“直接映射”
d、彩色图像:每个像素的信息由RGB构成的图像,每个RGB由不同的灰度级描述

11、像素的邻域:

a、4-邻域——N4(p):P为当前像素点,表示上下左右四个像素
b、对角邻域——ND(p):p为当前像素点,表示左上左下右上右下四个像素
c、8-邻域——N8(p):p为当前像素点,表示周围所接触的八个像素

12、像素间的邻接,连接和连通:

a、邻接:仅考虑像素间的空间关系(接触)
b、连接:是否接触(邻接);并且灰度值是否满足某个特定的相似准则(同在一个灰度值集合中取值)
①、4-连接:2个像素p和r在V中取值,并且r在N4§中
②、8-连接:2个像素p和r在V中取值,并且r在N8§中
③、m-连接(混合连接):2个像素p和r在V中取值,并且r在N4§中,并且r在ND§中且集合N4§∩N4®是空集。即如果对角线的两像素,他们的N4()中没有相同的连接点(颜色相似的点),则可以建立连接
④、混合连接的应用:消除8-连接可能产生的歧义性
c、连通:连接是连通的特例
d、通路:有一些列依次连接的像素组成。4-连通,8-连通=》4-通路,8-通路

13、像素集合的邻接和连通:

对两个像素子集S和T,如果S中的一个或一些像素与T中的一个或一些像素邻接,则说S和T是邻接的。

14、距离度量函数:

a、两个像素之间的距离总是正的,
b、距离与起始点的选择无关,
c、最短距离是沿直线的
d、欧氏距离:几何距离(平方和开根号)
e、城区距离:坐标差的绝对值之和|x-s|+|y-t|
f、期盼距离:坐标差的最大值max(|x-s|,|y-t|)
g、等距离轮廓图案:
①、D4距离:菱形
②、D8距离:正方形“回”

15、像素间的距离:

a、DE欧氏距离:直线距离
b、D4四邻域距离:阶梯状
c、D8八邻域距离:先走一个正方形的对角线,再走一条水平或垂直直线到目的地

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