第二章，數字影象基礎

1，人眼視覺原理？

眼球適當聚焦，眼睛外部的光在視網膜上成像。視網膜表面的光接收器：錐狀體和桿狀體。每隻眼睛的錐狀體數目在600萬到700萬之間，主要位於視網膜中間部分，被稱為中央凹（大概1.5mm凹坑相當於1.5*1.5的方形感測器陣列），對顏色敏感度很高，可以充分分辨影象細節。錐狀視覺叫做白晝視覺或亮光視覺。桿狀體數目更多，約有7500萬到15000個桿狀體分佈在視網膜表面。由於分佈面積較大，減少了接收器感知細節的數量。他們沒有彩色感覺，在低照明度下對影象敏感，桿狀視覺被稱為夜視覺或叫暗視覺。

人眼視覺存在馬赫帶毛邊視覺現象以及視覺同時對比現象，以及視覺錯覺。

2，感測器影象感知和獲取？

單個成像感測器，線性感測器和感測器陣列，通過將輸入電功率和對特殊型別檢測能源敏感的感測器材料結合，把輸入能源轉換為電壓。輸出電壓波形是感測器的響應，將每個感測器響應數字量化。

3，影象灰度級？

單色影象中任意一點（x,y）的幅值f(x,y)的強度為影象在該點的灰度級l=f(x,y)，其中l∈[Lmin,Lmax]，該區間被稱為灰度級，通常令該區間等於[0,L-1]，l=0為黑，l=L-1為白。影象灰度級指影象中的色度分量亮度的最大值與最小值之差的級別。

4，影象取樣和量化？

一幅影象的x和y座標及幅值都可能是連續的，為把它轉換為數字形式，必須在座標和幅度上都做取樣操作。數字化座標值稱為取樣，數字化幅度值稱為量化。

5，數字影象表示？

一幅影象f(x,y)取樣和量化後結果是一個實際矩陣，產生的數字影象有M行N列，變為離散值。f(0,0)為矩陣第一個行第一列的元素即原點，影象第一行的下一個座標值為f(0,1)。第一列的下一個座標為f(1,0)。最後一個元素為f(M-1,N-1)。

6，影象儲存表示？

數字化過程中對於M,N和每個畫素允許的離散灰度級L需要一個判定，M,N需要為整數。出於處理，儲存和取樣硬體的考慮，典型灰度級取值是2的整數次冪。L=2^k。離散灰度級區間為[0,L-1]內整數，有時灰度級取值範圍稱為影象的動態範圍。把佔有灰度級全部有效段的影象稱為高動態範圍影象。

數字b是儲存數字影象需要的位元數，b=M*N*k，當M=N時，b=N^2*k。當一幅影象由L=2^k個灰度級時，通常稱該影象時k位元影象。例如，一幅影象有256個可能的灰度級，則稱其為8位元影象。

7，相鄰畫素表示形式？

位於座標（x,y）的一個畫素p有4個水平和垂直的相鄰畫素，其座標由下式給出：

（x+1,y），（x-1,y），（x,y+1），（x,y-1）稱為p的4鄰域，用表示，每個畫素距離p為一個單位距離。若p位於影象邊界，則p的某一鄰域畫素位於數字影象外部。

對角相鄰畫素：（x+1,y+1），（x+1,y-1），（x-1,y+1），（x-1,y-1）用表示，和4個鄰域點一起稱為p的8鄰域。

8，基於畫素的影象操作？

線性和非線性操作：令H是一種運算元，其輸入和輸出都是影象。如果對於任何兩幅影象f和g及任何兩個標量a和b有如下關係：

H(af+bg)=aH(f)+bH(g)，則稱H為線性運算元。

換句話說，對兩幅影象（用所示的常數去乘）的和應用線性運算元等同於分別對影象應用該運算元，並與各自適當的常數相乘，然後結果相加。

對K幅影象求和的運算元是一個線性運算元，計算兩幅影象的差分絕對值的運算元就不是線性運算元。不能通過上面公式檢驗的運算元就定義為非線性運算元。

參考書籍：

《數字影象處理第二版（岡薩雷斯）》