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1、貴州民族大學(xué)《信息光學(xué)》彩色編碼攝影及光學(xué)/數(shù)字彩色圖像解碼學(xué)院計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院專業(yè)光信息班級(jí)09光信息姓名張家文學(xué)號(hào)200907040054指導(dǎo)教師葛一凡老師2012年6月14日19彩色編碼攝影及光學(xué)/數(shù)字彩色圖像解碼張家文摘要：光學(xué)信息處理可完成對(duì)二維圖像的識(shí)別、增強(qiáng)、恢復(fù)、傳輸、變換、頻譜分析等。從物理光學(xué)的角度，光學(xué)信息處理是基于傅立葉變換和光學(xué)頻譜分析的綜合技術(shù)，通過(guò)在空域?qū)D像的調(diào)制在頻域?qū)Ω盗⑷~頻譜的調(diào)制，借助空間濾波的技術(shù)對(duì)圖像進(jìn)行光學(xué)/數(shù)字編碼解碼處理，使其還原出來(lái)的圖像。關(guān)鍵詞：信息處理傅里葉變換頻譜編解碼19目錄一研究背景
2、..................................41傳統(tǒng)彩色攝影方法.................................42數(shù)碼的成像方法...................................43分色記錄彩色影像的方法...........................54彩色編碼攝影和光學(xué)/數(shù)字彩色圖像解碼系統(tǒng)..........6二彩色編解碼原理...........................91彩色編碼..................................92光學(xué)法彩色解
3、碼..................................103計(jì)算機(jī)數(shù)字解碼............................11三課題內(nèi)容.................................131光學(xué)解碼..................................132數(shù)字解碼..................................16四課題總結(jié)................................18五參考文獻(xiàn)................................1919
4、一研究背景從古至今，人們采用了許多辦法來(lái)記錄人們所需要的信息，對(duì)物體形狀，顏色的記錄也有許多的方法，例如1、傳統(tǒng)彩色攝影方法圖1傳統(tǒng)的彩色攝影膠片結(jié)構(gòu)我們常用的彩色攝影膠片是將鹵化銀顆粒均勻分散于明膠中，制成照相乳劑，它在攝影過(guò)程中起感光作用，再將制得的照相乳劑涂布在高分子材料的片基上形成彩色膠片，其基本結(jié)構(gòu)如上圖所示。一般的彩色膠片由三個(gè)主要感光乳劑層(majorphotosensitivelayers)組成，分別對(duì)三原色敏感，同時(shí)每個(gè)主要感光乳劑層大致上又由三層組成，它們分別具有高中低不同的感光度。這樣，彩色膠片就由十層以上的感光乳劑層組成，一
5、層一層相互覆蓋形成一個(gè)三維的感光體系。換句話說(shuō)，這樣的彩色膠片就可以捕捉到在較大動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)的全色影像。2、數(shù)碼的成像方法19目前數(shù)碼感光器件分為CCD和CMOS兩大類。CCD稱為電荷耦合半導(dǎo)體器件，CMOS稱為互補(bǔ)型金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)器件，它們都是半導(dǎo)體器件，其工作原理沒(méi)有本質(zhì)的區(qū)別。它們?cè)跀?shù)碼照相機(jī)中的作用是把影像的光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)并分別寄存起來(lái)，在外加掃描信號(hào)的作用下傳輸出去，最后經(jīng)過(guò)各種運(yùn)算轉(zhuǎn)換為圖像的數(shù)碼文件。光線透過(guò)鏡頭射入半導(dǎo)體，光子被半導(dǎo)體吸收，這樣光學(xué)圖像在感光單元上轉(zhuǎn)換成為與光學(xué)圖像中各相應(yīng)像素上光照成正比的電荷包，每個(gè)電荷包就是
6、圖像的亮度信息，最后通過(guò)暫存區(qū)和信號(hào)讀出寄存器把信號(hào)通過(guò)中央處理器進(jìn)行信號(hào)處理后傳輸?shù)酱鎯?chǔ)器。一個(gè)好的影像傳感器如果能夠使得感光單元占據(jù)更多的比表面積，那么它的效率越高，再生像的準(zhǔn)確度也越高。數(shù)碼圖像傳感器利用感光單元來(lái)接受光線的強(qiáng)度，但對(duì)光線的色彩沒(méi)有識(shí)別能力。為了讓它感知色彩，現(xiàn)在的常規(guī)做法是在每個(gè)圖像傳感器單元的前面加上濾色鏡，這又可以分為原色RGB濾鏡和補(bǔ)色CMYG濾鏡兩種，這種技術(shù)被稱為馬賽克技術(shù)（Mosaic）。下面以RGB原色濾鏡為例，其基本原理如圖2所示，紅色濾色鏡只能通過(guò)紅色成分光線而拒絕其它顏色光線通過(guò)，同樣藍(lán)色濾色鏡只能通過(guò)藍(lán)
7、色成分光線。這樣紅、綠、藍(lán)濾鏡有規(guī)律的嚴(yán)格排列，通過(guò)這種方式在所有感光單元前都加上濾色鏡。再編制一個(gè)工作程序，使得照相機(jī)CPU中央處理器知道每個(gè)感光單元對(duì)應(yīng)的位置，這樣每個(gè)感光單元就有了一個(gè)加權(quán)排列序號(hào)，輸出的信號(hào)中不但包括色彩信息和亮度信息，同時(shí)還包括位置信息。最后所有這些加權(quán)圖像信息匯總后由圖像處理引擎運(yùn)算得出一個(gè)復(fù)原圖像，也是我們最后獲得的照片信息。這個(gè)色彩計(jì)算過(guò)程就是我們所謂的插值，可以說(shuō)數(shù)碼相機(jī)的色彩還原完全是根據(jù)設(shè)計(jì)者的軟件編制方法把原始景物的色彩信息計(jì)算出來(lái)的。圖2RGB原色濾鏡基本原理1、分色記錄彩色影像的方法(黑白膠片作記錄介質(zhì))
8、傳統(tǒng)的用黑白膠片拍彩照是利用三原色的分色原理。用三種原色（紅、綠、藍(lán)）的濾光鏡分別拍攝三張黑白照片（分色照片）的底片，分別
