Beeldverwerking Prof. dr. ir. W. Philips Didactisch materiaal bij de cursus Academiejaar 2011-2012

Presentatie over: "Beeldverwerking Prof. dr. ir. W. Philips Didactisch materiaal bij de cursus Academiejaar 2011-2012"— Transcript van de presentatie:

1 Beeldverwerking Prof. dr. ir. W. Philips Didactisch materiaal bij de cursus Academiejaar 2011-2012 philips@telin.UGent.be http://telin.UGent.be/~philips/beeldv/ Tel: 09/264.33.85 Fax: 09/264.42.95

2 © W. Philips, Universiteit Gent, 1998-2012versie: 5/10/2011 02b. 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 1998. 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, 1998- 2001” 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 email. 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. PhilipsE-mail: philips@telin.UGent.be Department of Telecommunications and Information ProcessingFax: 32-9-264.42.95 University of GentTel: 32-9-264.33.85 St.-Pietersnieuwstraat 41, B9000 Gent, Belgium

3 Enkele karakteristieken van het menselijk visueel systeem Vervolg

4 © W. Philips, Universiteit Gent, 1998-2012versie: 5/10/2011 02b. 4 Simultaan contrast Simultaan contrast: de waargenomen intensiteit van een object hangt af van de intensiteit van de achtergrond “contrasterende kleuren versterken elkaar” Dit is nog een duidelijk bewijs dat het oog zich aanpast aan de globale helderheid in een zeker omgeving

5 © W. Philips, Universiteit Gent, 1998-2012versie: 5/10/2011 02b. 5 Simultaan contrast There is strong contrast between yellow and blue in Vincent’s painting of the "Café Terrace on the Place du Forum, Arles", 1888.

6 © W. Philips, Universiteit Gent, 1998-2012versie: 5/10/2011 02b. 6 Periodieke patronen en spatiale frequentie Sinusoidaal intensiteitspatroon: Definitie: contrast van een patroon:  maximale intensiteit: M=B+A ; minimale intensiteit: m=B-A 0.6 1.8 6.01860 10 6 4 2 1 0.6 0.4 Spatiale frequentie f (cycles/deg.) relatieve gevoeligheid A ref /A A ref, f x,ref A, f Besluit: het “waargenomen contrast” hangt af van de spatiale frequentie wordt nul bij zeer hoge frequenties Verklaring: het oog neemt een zeer fijn patroon waar als “egaal grijs” hier: Opmerking: effectieve frequentie hangt af van kijkafstand Experiment: voor gegeven f, regel A af zodat de witte banden even wit lijken in beide patronen Zet A ref /A uit als functie van f

7 © W. Philips, Universiteit Gent, 1998-2012versie: 5/10/2011 02b. 7 Twee patronen lijken de zelfde spatiale frequentie te hebben als Waargenomen spatiale frequentie f x,i : spatiale frequentie in cycl. per meter r i : kijkafstand in meter is dus een goede maat voor de waargenomen spatiale frequentie (aantal lijntjes per graad) wordt uitgedrukt in cycl. per radiaal (of per graad)

8 © W. Philips, Universiteit Gent, 1998-2012versie: 5/10/2011 02b. 8 Vereenvoudigd zichtmodel (één type kegeltjes) lineaire combinatie Verklaring voor de afhankelijkheid van het waargenomen contrast van de spatiale frequentie: de kegeltjes worden door een “neuraal netwerk” verbonden met de optische zenuwbundel model: de zenuwsignalen zijn lineaire combinaties van de kegeltjessignalen naar visuele cortex Spectraal filter kegeltje 1 kegeltje n … Het blok “lineaire combinatie” gedraagt zich als een spatiaal filter (zie later): het maakt het zicht ietwat wazig waardoor zeer fijne zwart-wit patronen er egaal grijs gaan uitzien zorgt voor datacompressie: het heeft 8 uitgangen per 1000 ingangen

9 © W. Philips, Universiteit Gent, 1998-2012versie: 5/10/2011 02b. 9 Model voor kleurzicht Spectraal filter geelgroen spatiaal filter bijdrage kegeltjes op andere plaatsen achromatische info - - chrominanties Spectraal filter blauw + spatiaal filter Spectraal filter groen + spatiaal filter Het oog is minder gevoelig aan spatiale veranderingen in kleur dan in intensiteit naar hersenen (visuele cortex)

10 © W. Philips, Universiteit Gent, 1998-2012versie: 5/10/2011 02b. 10 Besluit Bij beeldverwerking moeten we rekening houden met de volgende eigenschappen van het oog: het niet-lineaire verband tussen lichtintensiteit en waargenomen helderheid: contrastaanpassing  de logaritmische karakteristiek van de kegeltjes kleurzicht is trichromatisch het oog ziet een lichtpunt als drie getallen en niet als een spectrum metamerisme: lichtbronnen met een verschillend spectrum kunnen niet altijd worden onderscheiden spatiale effecten: het oog is veel minder gevoelig bij hoge spatiale frequenties snelle spatiale veranderingen in intensiteit zijn beter zichtbaar dan even snelle veranderingen in kleur het zelfde fysisch contrast

11 Appendix Zelfstudie

12 © W. Philips, Universiteit Gent, 1998-2012versie: 5/10/2011 02b. 12 Opmerking: S i ’( ) = S i ( c/ ) per definitie van S i ( f ) per definitie van I’ ( )

13 © W. Philips, Universiteit Gent, 1998-2012versie: 5/10/2011 02b. 13 Metamerisme: algemeen geval Wanneer geven twee lichtspectra I(f) en I’(f) dezelfde respons?  als r i =r’ i voor i= 1,2,3 d.w.z. als Interpretatie: als I(f)-I’(f) loodrecht staat op de drie spectrale gevoeligheidscurven van het menselijk oog, dan ziet het oog geen verschil Het is niet moeilijk een functie te vinden die loodrecht staat op 3 gegeven functies  metamerisme komt zeer vaak voor

14 © W. Philips, Universiteit Gent, 1998-2012versie: 5/10/2011 02b. 14 Bibliografie Jean-Bernard Martens. Image Design Technology - A Perceptual Approach. The International Series in Engineering and Computer Science, 2003, 568 p. ISBN: 1-4020-7461-1 http://webexhibits.org/colorart/ganglion.html Nog aan te vullen