数字图像处理_基础知识

part1 人类的视觉感知系统

1.1)视觉系统的基本构造

眼睛中的光接受器提供了像。光接受器主要包括锥状体和杆状体，它们位于视网膜的中间部分，称为中央凹。
锥状体具有辨别光波波长的能力，对颜色十分敏感，也被称为白昼视觉。
杆状体比锥状体的灵敏度高，在较暗的光线下就能起作用，没有辨别颜色的能力，也被称为夜视觉。

　　眼睛的的晶状体的形状由睫状体韧带和张力来控制，为了对远方的物体聚焦，控制肌肉使晶状体相对比较扁平。同样为了对眼睛近处的物体聚焦，肌肉会使晶状体变得较厚。
　　晶状体中心和视网膜沿视轴的距离大约是17mm。焦距约为14-17mm，在眼睛放松且聚焦距离大于3m时，焦距约为17mm晶状体的聚焦中心与视网膜间的距离由17mm缩小到14mm。

2.1)亮度适应和鉴

。

两个现象可以证明感觉亮度不是简单的强度函数。
第一个现象基于视觉系统倾向于不同强度区域边界周围的“欠调”或“过调”。其典型例子如右图所示。
虽然条带强度恒定，但实际感觉到了一幅带有毛边的亮度图形（图b），这些表面上的毛边带称为马赫带，由厄恩斯特﹒马赫在1865年首先描述。

 1 colormap(gray)
 2 dark1=zeros(256,1000);
 3 dark1(1:256,100:200)=0.1;
 4 imshow(dark1)
 5 dark1(1:256,200:300)=0.2;
 6 imshow(dark1)
 7 dark1(1:256,300:400)=0.3;
 8 imshow(dark1)
 9 dark1(1:256,400:500)=0.4;
10 imshow(dark1)
11 dark1(1:256,500:600)=0.5;
12 imshow(dark1)
13 dark1(1:256,600:700)=0.6;
14 imshow(dark1)
15 dark1(1:256,700:800)=0.7;
16 imshow(dark1)
17 dark1(1:256,800:900)=0.8;
18 imshow(dark1)
19 dark1(1:256,900:1000)=0.9;
20 imshow(dark1)

第二个现象称为同时对比现象，即感觉的亮度区域不是简单地取决于强度，如下图所示。
所有的中心方块都有完全相同的强度，但是当背景变亮时，它们在人们的眼中就会逐渐变暗。
一个更熟悉的例子是一张纸，当放在桌子上时看上去似乎比较白，但是，当用纸来遮蔽眼睛直视明亮的天空时，纸看起来总是黑的。

 1 colormap(gray);%设置当前图形为灰度图
 2 dark=zeros(256,256);
 3 dark(64:192,64:192)=0.5;
 4 subplot(1,3,1);%将多个图画到一个平面上
 5 imshow(dark);
 6 %第二块
 7 middle(1:256,1:256)=0.7;
 8 middle(64:192,64:192)=0.5;
 9 subplot(1,3,2);
10 imshow(middle);
11 %第三块
12 bright=ones(256,256);
13 bright(64:192,64:192)=0.5;
14 subplot(1,3,3);
15 imshow(bright);

part2 数字图像的基础知识
- 　　图像有单色与彩色、平面与立体、静止与动态、自发光与反射（透射）等区别。
  任一幅图像，根据它的光强度(亮度、密度或灰度)的空间分布，均可以用下面的函数形式来表达.
- 图像获取即图像的数字化过程，包括扫描、采样和量化。
  图像获取设备由5个部分组成：采样孔，扫描机构，光传感器，量化器和输出存储体。
  关键技术有：采样——成像技术；量化——模数转换技术。

- 采样量化的知识可以看https://www.cnblogs.com/henuliulei/p/10496306.html

图像的分类

二值图像

只有黑白两种颜色。黑为0，白为1。二值图像适合于由黑白两色构成而没有灰度阴影的图像。

1 clear
2 x=zeros(100,100);
3 x(2:2:100,2:2:100)=1;
4 imshow(x);

灰度图像(GrayScale)

像素灰度级用8bit表示，所以每个像素都是介于黑色和白色之间的256（28=256）种灰度中的一种。灰度图像只有灰度颜色而没有彩色。我们通常所说的黑白照片，其实包含了黑白之间的所有灰度色调。

1 clear 
2 x=imread('D:/a.jpg')
3 figure;
4 y=x(28:538,28:581);
5 imshow(y);
6 figure(1);
7 shape(x)

（ps:原谅我，女神，把你弄丑了）

索引颜色图像(Index Color)

在这种模式下，颜色都是预先定义的，并且可供选用的一组颜色也很有限，索引颜色的图像最多只能显示256种颜色。
索引颜色通常也称为映射颜色，一幅索引颜色图像在图像文件里定义，当打开该文件时，构成该图像具体颜色的索引值就被读入程序里，然后根据索引值找到最终的颜色。
真彩色图像(True Color)

：每一个像素由红、绿和蓝三个字节组成，每个字节为8 bit，表示0到255之间的不同的亮度值，这三个字节组合可以产生1670万种不同的颜色。
从技术角度考虑，真彩色是指写到磁盘上的图像类型，而RGB颜色是指显示器的显示模式。真彩色是RGB颜色的另一种流行的叫法。
RGB图像的颜色是非映射的，这种图像文件里的颜色直接与PC机上的显示颜色相对应。

注意矩阵x是三维的，分别是红绿蓝三原色。

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MATLAB一些基础知识巩固

【zeros的使用方法】
B=zeros(n)：生成n×n全零阵。
B=zeros(m,n)：生成m×n全零阵。
B=zeros([m n])：生成m×n全零阵。
B=zeros(d1,d2,d3……)：生成d1×d2×d3×……全零阵或数组。
B=zeros([d1 d2 d3……])：生成d1×d2×d3×……全零阵或数组。
B=zeros(size(A))：生成与矩阵A相同大小的全零阵。

【ones的使用方法】
ones的使用方法与zeros的使用方法类似。
只是0变为1

clc：清除命令窗口的内容，对工作环境中的全部变量无任何影响
close：关闭当前的Figure窗口
close all:关闭所有的Figure窗口
clear：清除工作空间的所有变量
clear all：清除工作空间的所有变量，函数，和MEX文件

colormap 是用于控制曲面图的颜色。

1，autumn spring summer winter jet（默认） bone colorcube cool flag 等等

2，一般是函数image()画出的连续的灰度图使用。比如x为一个100*100阶数字矩阵，则image(x)可画出色彩连续的灰度图