Beeldverwerking Prof. dr. ir. W. Philips Didactisch materiaal bij de cursus Academiejaar Tel: 09/ Fax: 09/

© W. Philips, Universiteit Gent, versie: 5/10/ a. 2 Copyright notice This powerpoint presentation was developed as an educational aid to the renewed course “Image processing” (Beeldverwerking), taught at the University of Gent, Belgium as of This presentation may be used, modified and copied free of charge for non-commercial purposes by individuals and non-for-profit organisations and distributed free of charge by individuals and non-for-profit organisations to individuals and non-for-profit organisations, either in electronic form on a physical storage medium such as a CD-rom, provided that the following conditions are observed: 1.If you use this presentation as a whole or in part either in original or modified form, you should include the copyright notice “© W. Philips, Universiteit Gent, ” in a font size of at least 10 point on each slide; 2.You should include this slide (with the copyright conditions) once in each document (by which is meant either a computer file or a reproduction derived from such a file); 3. If you modify the presentation, you should clearly state so in the presentation; 4.You may not charge a fee for presenting or distributing the presentation, except to cover your costs pertaining to distribution. In other words, you or your organisation should not intend to make or make a profit from the activity for which you use or distribute the presentation; 5. You may not distribute the presentations electronically through a network (e.g., an HTTP or FTP server) without express permission by the author. In case the presentation is modified these requirements apply to the modified work as a whole. If identifiable sections of that work are not derived from the presentation, and can be reasonably considered independent and separate works in themselves, then these requirements do not apply to those sections when you distribute them as separate works. But when you distribute the same sections as part of a whole which is a work based on the presentation, the distribution of the whole must be on the terms of this License, whose permissions for other licensees extend to the entire whole, and thus to each and every part regardless of who wrote it. In particular note that condition 4 also applies to the modified work (i.e., you may not charge for it). “Using and distributing the presentation” means using it for any purpose, including but not limited to viewing it, presenting it to an audience in a lecture, distributing it to students or employees for self-teaching purposes,... Use, modification, copying and distribution for commercial purposes or by commercial organisations is not covered by this licence and is not permitted without the author’s consent. A fee may be charged for such use. Disclaimer: Note that no warrantee is offered, neither for the correctness of the contents of this presentation, nor to the safety of its use. Electronic documents such as this one are inherently unsafe because they may become infected by macro viruses. The programs used to view and modify this software are also inherently unsafe and may contain bugs that might corrupt the data or the operating system on your computer. If you use this presentation, I would appreciate being notified of this by . I would also like to be informed of any errors or omissions that you discover. Finally, if you have developed similar presentations I would be grateful if you allow me to use these in my course lectures. Prof. dr. ir. W. Philips Department of Telecommunications and Information ProcessingFax: University of GentTel: St.-Pietersnieuwstraat 41, B9000 Gent, Belgium

Enkele karakteristieken van het menselijk visueel systeem Herhaling

© W. Philips, Universiteit Gent, versie: 5/10/ a. 4 Vermogenspectrum van licht Lichtintensiteit: I(x,y)d S is het lichtvermogen dat invalt op een elementair stukje oppervlak d S (eenheid: Watt/m 2 ) frequentiespectrumgolflengtespectrum (gebruikt in de lichttechnologie) (onafhankelijk van het transmissiemedium) I(x,y) dS Licht kan worden ontbonden in een kleurenspectrum In de vrije ruimte: f =c met c de lichtsnelheid Opmerking: zichtbaar licht   550 nm (grootteorde) f  500 THz (grootteorde) x y

© W. Philips, Universiteit Gent, versie: 5/10/ a. 5 De neurale interconnecties in het oog Bipolaire cellen: input=kegeltjes output=ganglioncellen Horizontale cellen maken dwarsverbin- dingen tussen kegel- tjes en bipolaire cellen Amacriene cellen: maken dwarsverbin- dingen tussen bipolaire cellen en ganglion cellen amacriene cel horizontale cel bipolaire cel

© W. Philips, Universiteit Gent, versie: 5/10/ a. 6 Absorptiespectra van kegeltjespigmenten Deze absorptiespectra geven aan hoeveel percent van het licht op een bepaalde frequentie in de kegeltjes wordt geabsorbeerd  (blauw) relatieve absorptiespectra golflengte (nm)  (groen)  (geelgroen tot rood) Dit licht wordt echter niet volledig omgezet in een zenuwsignaal  De absorptiespectra geven slechts een ruw idee van de spectrale gevoeligheid van de kegeltjes (golflengtespectra!) arbitraire eenheden

© W. Philips, Universiteit Gent, versie: 5/10/ a. 7 … Spectrale gevoeligheid van de kegeltjes... Verschil spectrale gevoeligheid en absorptiekarakteristiek: De spectrale gevoeligheidscurve S i ( f ) geeft weer hoeveel van het licht met een bepaalde frequentie in een elektrisch signaal wordt omgezet De absorptiekarakteristiek A i ( f ) geeft aan hoeveel licht bij een bepaalde frequentie wordt geabsorbeerd Spectraal filter/fotocel Absorptie A i (f) Efficiëntie E i (f) fotonen  elektronen Dynamiek- compressie Ruwe benadering: S i ( f )  A i ( f ) f(ri )f(ri ) Verband:

© W. Philips, Universiteit Gent, versie: 5/10/ a. 8...Spectrale gevoeligheid van de kegeltjes golflengte (nm)  (blauw)  (groen)  (geelgroen tot rood) De gevoeligheidscurven overlappen vrij veel  zelfs bronnen met een smal spectrum zullen meestal meerdere types kegeltjes activeren Conclusies: Het oog is weinig gevoelig voor blauw Opmerking: S i ’( ) = S i ( c/ ) Ruwe benadering voor S i ’(  ) : S i ’( )  A i ’(  )

© W. Philips, Universiteit Gent, versie: 5/10/ a. 9 Kleinst waarneembaar contrast: De wet van Weber... Deze experimenteel vastgestelde wet suggereert een logaritmisch verband tussen de “waargenomen helderheid” I’ en de opgenomen lichtintensiteit I : (Weber’s wet) Intensiteit I 2% Alhoewel een logaritmisch verband het experiment grotendeels kan verklaren blijkt dat de werkelijkheid veel complexer is en dat de “waargenomen helderheid” I’ in een punt ook afhangt van de lichtintensiteit in andere kegeltjes (grijs licht)

© W. Philips, Universiteit Gent, versie: 5/10/ a De wet van Weber Besluit: Weber’s wet gaat maar op als I  I 0 Kleinst waarneembaar contrast tussen 2 lichtvlekken op een achtergrond Intensiteit I Verklaring: het oog past zich aan het achtergrond-licht (omgevingslicht) aan cfr. verblinding door de zon Intensiteitsverschillen tussen twee gelijkende lichtintensiteiten I en I+  I zijn moeilijker waar te nemen als de intensiteit I 0 van achtergrondlicht sterk verschilt van I de waargenomen helderheid van een punt hangt ook af van de lichtintensiteit in andere punten