中国科学技术大学：《信号与图像处理基础 Signal and Image Processing》课程教学资源（PPT课件讲稿）图像成像机理与模型

本章内容 图像成像机理 图像成像模型 图像模型概述 图像的亮度模型 图像的彩色模型

本章内容 • 图像成像机理 • 图像成像模型 • 图像模型概述 • 图像的亮度模型 • 图像的彩色模型 2

21图像的成像机理 后房 缘带 角膜 虹膜 结膜 从人眼的构造可知,它的 前房 许氏管 睫状体 睫状肌 光路是由以下几部分组成 晶状体 睫状突 前眼房(角膜、水样液) 小带纤维 直肌腱 虹膜和瞳孔、水晶体、玻 晶状体后间隙 睫状上皮 终缘 璃体等。 光轴视轴 玻璃体管 玻璃体 视网膜 人类的眼球是一个相当复杂 巩膜 精细的光学仪器 脉络膜 中央凹 筛板 和经和 卜黄斑

2.1 图像的成像机理 3 从人眼的构造可知，它的 光路是由以下几部分组成： 前眼房(角膜、水样液)、 虹膜和瞳孔、水晶体、玻 璃体等。 人类的眼球是一个相当复杂, 精细的光学仪器

21图像的成像机理 人类的视觉系统由以下四个部分组成: ◇眼球; 强,折射同时外界的三维熹物变换成二维的视网膜 上的投影 ◇眼底视网膜; 起到光电传感器的作用,吸收光量子,输出生物电流 视觉通路 将生物电信号经过平均与会聚转换成一束信号,传送 到大脑皮层 ◇大脑皮层视觉区 工作机理非常复杂,还没有被探明

2.1 图像的成像机理 眼球; 是一个相当复杂,精细的光学仪器,起到调节适当的光 强,折射率.同时外界的三维景物变换成二维的视网膜 上的投影 眼底视网膜; 起到光电传感器的作用,吸收光量子,输出生物电流 视觉通路 将生物电信号经过平均与会聚转换成一束信号,传送 到大脑皮层 大脑皮层视觉区 工作机理非常复杂 ,还没有被探明 人类的视觉系统由以下四个部分组成:

21图像的成像机理 input> processed I Image imac e camera 3D world algorithms representations ∵--------2---- problem understanding trade offs training data expert systems knowledge base users

2.1 图像的成像机理

图像获取 Image formation 图像成像的三个要素 相机(个数,参数,距离 ,视角,运动) 光照(光源数量,特性, projection onto 角度 discrete sensor array. digital camera场景表面的特性(表面反 射特性,表面三维形状) 6

图像获取 • 图像成像的三个要素: • 相机（个数，参数，距离 ，视角，运动） • 光照（光源数量，特性， 角度） • 场景表面的特性（表面反 射特性，表面三维形状） 6

小孔成像-相机基本原理 barrier with object a pinhole filr The barrier blocks off most of the rays This reduces blurring Aperture Opening of the pinhole 7

小孔成像-相机基本原理 • The barrier blocks off most of the rays • This reduces blurring • Aperture = Opening of the pinhole 7

焦距 18 mm 34 mm 5 mi

焦距

光圈 pinhole too big bright and blurred LUZ pinhole right size OPTICA dark and crisp FOTOGRAP画 pinhole too small: OPTICA dark and diffraction blur 9

光圈 9

快门(曝光时间) I sec

快门（曝光时间）

增加透镜 object lens film circle of confusion “ in focus The lens focuses light onto the film

增加透镜 The lens focuses light onto the film 11