第二节视觉物理学特性
第二节 视觉物理学特性
物理学与计算机视觉 光学特性是物体的一种固有的属性,它的物理本质 是物体表面的能谱的辐射。 亮度是人的主观心理的感觉,这种感觉是由物体能 谱的辐射引起的可以由物理量来度量 研究这种辐射与亮度之间关系的物理学分支就是光 度学 色彩是物体表面不同频谱的能量辐射引起的主观心 理上的感觉 度量客观的辐射与主观色彩感觉的学科是色度学 光度学和色度学是分析图像特性的重要依据
物理学与计算机视觉 光学特性是物体的一种固有的属性，它的物理本质 是物体表面的能谱的辐射。 亮度是人的主观心理的感觉，这种感觉是由物体能 谱的辐射引起的,可以由物理量来度量. 研究这种辐射与亮度之间关系的物理学分支就是光 度学 色彩是物体表面不同频谱的能量辐射引起的主观心 理上的感觉 度量客观的辐射与主观色彩感觉的学科是色度学. 光度学和色度学是分析图像特性的重要依据
EXamples Sonnet for Lena Sonnet for Lena O deer Lrta. your beauty is s we tI la hard wartime 日时 Yeur wlky hair remains a tbe HanI e math with ems of tliertete co And for youur lin 21 A Original Image Shape Image R enlectance image Marshall F Tappen, William T Freeman, Edward H Adelson Recovering Intrinsic Images from a Single Image, NIPS02
Examples: Marshall F Tappen ,William T Freeman, Edward H Adelson, Recovering Intrinsic Images from a Single Image, NIPS’02
EXamples Grey World(9.3°) Grey Edge(30°) Gen Gamut (6.2% Rosenberg(4.2) Proposed(18°) With general prior(2.0%) With indoor prior (3.8) Ayan Chakrabarti, Keigo Hirakawa, and Todd Zickler Color constancy with Spatio-Spectral Statistics TPAM|.2011
Examples: Ayan Chakrabarti, Keigo Hirakawa, and Todd Zickler. Color Constancy with Spatio-Spectral Statistics, TPAMI,2011
1.1光度学 光度学是研究引起光感的可见段电磁波的能量与人 的主观亮度的定量关系的科学 物体表面的能量通过辐射进入人的视觉系统,通过 视觉系统中的传感细胞刺激大脑皮层产生光的感觉。 在统计意义上这种光的感觉与辐射量之间存在关 系可以由物理量来度量
1.1 光度学 光度学是研究引起光感的可见段电磁波的能量与人 的主观亮度的定量关系的科学。 物体表面的能量通过辐射进入人的视觉系统，通过 视觉系统中的传感细胞刺激大脑皮层产生光的感觉。 在统计意义上,这种光的感觉与辐射量之间存在关 系,可以由物理量来度量
辐射源强度的度量 个物体能够发射或反射一定波长的电磁浪,形成了 电磁波形式的能量辐射。据物理学定义,它的辐射能 力是可以用单位时间内辐射电磁浪能量来度量.它与 电磁波浪长λ有关,因此可表示为r(A),称为能谱分布函 数,一个辐射源的各段浪长电磁浪总辐射能可表示为: P= r(da 有关幅射源强度的两个物理量是辐射率和辐射强度 辐射率 S为辐射源表面积 dP 辐射强度 dS为以辐射源为中心的立体角 dp dQ
辐射源强度的度量 一个物体能够发射或反射一定波长的电磁波，形成了 电磁波形式的能量辐射。据物理学定义，它的辐射能 力是可以用单位时间内辐射电磁波能量来度量．它与 电磁波波长λ有关，因此可表示为r(λ),称为能谱分布函 数,一个辐射源的各段波长电磁波总辐射能可表示为： 有关幅射源强度的两个物理量是辐射率和辐射强度 辐射率 S为辐射源表面积 辐射强度 Ω为以辐射源为中心的立体角 0 P r d ( ) = dP M dS = dP I d =
光感的强度度量 发射电磁波的能量源可称为光源。光感的强弱度 量与辐射源有关,它不仅与波长λ有关,而且与 光源物体上不同的位置(Xy和感受的时间t有关、 可用c(Xyt)来表示。 人们对于光源的接受程度可用一个与光浪有关的 称为视见函数)来表示。 因此视觉器官所接受到的光源的明暗感觉可用 F(xyt)表示 F(x,y1)=C(x,y,,2)D(4)d 一般F称为光通量,它是光源引起的光感强弱的 度量.单位为流明
光感的强度度量 发射电磁波的能量源可称为光源。光感的强弱度 量与辐射源有关，它不仅与波长λ有关，而且与 光源物体上不同的位置(x,y)和感受的时间t有关、 可用c(x,y,t,λ)来表示。 人们对于光源的接受程度可用一个与光波有关的 称为视见函数Φ(λ)来表示。 因此视觉器官所接受到的光源的明暗感觉可用 F(x,y,t)表示 一般F称为光通量，它是光源引起的光感强弱的 度量．单位为流明。 0 F x y t C x y t d ( , , ) ( , , , ) ( ) =
视觉中的常用度量 发光率定义为光源的单位面积光通量单位勒克斯 (流明/米2) ds 发光强度定义为单位弧度角发射的光通量单位为 流明/立体弧度 dF 照度定义为照射到某一物体表面的单位面积光通 量单位勒克斯(LUx) dF E IS
视觉中的常用度量 发光率,定义为光源的单位面积光通量,单位勒克斯 (流明/米2) 发光强度,定义为单位弧度角发射的光通量,单位为 流明/立体弧度 照度,定义为照射到某一物体表面的单位面积光通 量,单位勒克斯(Lux) dF M dS = dF I d = dF E dS =
视觉中的常用度量 亮度是用来描述所看到物体表面的明亮程度,若 物体的表面称为发光面,亮度D是单位发光面在 观察者方向上看到的发光强度。设观察方向角为 B cos a
视觉中的常用度量 亮度是用来描述所看到物体表面的明亮程度，若 物体的表面称为发光面，亮度D是单位发光面在 观察者方向上看到的发光强度。设观察方向角为 α, cos dI B dS =
12成像物理学 描述光在物体表面的反射物理特性,即光从光源到 达物体表面,再从物体表面反射到图像平面,形成 图像的过程和行为 成像几何确定场景点在图像平面上的位置,成像物 理学确定场景点在图像平面上的亮度
1.2 成像物理学 描述光在物体表面的反射物理特性，即光从光源到 达物体表面，再从物体表面反射到图像平面，形成 图像的过程和行为. 成像几何确定场景点在图像平面上的位置，成像物 理学确定场景点在图像平面上的亮度