26 数字图像处理（第三版） 将交替地使用强度和灰度级这两个术语。从黑到白的单色光的度量值范围通常称为灰度级，而单色图 常称为灰度图像 正如前而指出的那样，彩色光的电蓝能普跨越0.43um(紫色)0.9um(红色)的范由。除了顿率 之外，有三个基本量用于描述彩色光源的质量：发光强度、光通量和亮度。发光强度是从光源流出能 量的，总量通常用瓦特()来度量。用流明数m)度量的光通量给出观察者从光源感受到的能量。例 如，从远红外光谱范围的光源发射出的光具有实际意义的能量，但观察者却很难感知到它。它的光通 量几乎是零。最后，如21节所讨论的那样，亮度是光感知的主观描绘子，它实际上不能度量。它具 体体现了强度的无色概念，是描述彩色感觉的参数之 继续图2.10的讨论.我们注意到电磁波谱的短波长的一端是伽马射线和X射线。正如13.1节讨 论的那样，伽马辐射对医学和天文学成像很重要，对核环境中的辐射成像也很重要。硬（高能）X射线 用于工业应用中。胸透和牙科使用的X时线位于X附线颜段的低能（软）瑞。软X射线波段过度到远 紫外线的风域。而元紫外区域又与较长波长的口可见光谱混合。浮步移向事高的波长，我们会偶红外 波段。红外波段会辐射热，这使得它在依靠“热特性”成像的应用中非常有用。红外波段靠近可见光 谱的部分称为近红外区域，而该波段的另一端称为远红外区域。远红外区域的后部与微波频段混合 这个波段是众所周知的微波炉的能源，但它还有许多其他用途，包括通信与雷达。最后，无线电波 包括电视、调幅收音机和调颜收音机。在更高的能级，从某些天体发出的无线电信号在天文观测中很 有用。13节给出了刚木寸论的多数波段成像的例子 原理上，如果可以开发出一种传感器来检测由一种电磁波谱发射的能量。那么我们就可以在该 波段上对感兴趣的事件成像。但要注意的一点是，要求“看到”一个物体的电磁波的波长必须小于等 于物体的尺寸。例如，水分子直径的量级是100m,若要研究该分子，则需要一个能在远紫外或软 X射线范围发射的光源。这个限制与传感材料的物理特性一起确立了成像传感器功能的基本限制，譬 如今天所用的可见光、红外线和其他传感器。 虽然成像主要以电磁波发射的能量为基础，但这并不是生成图像的唯一方法。例如.如1.3.7节 讨论的物体反射的声波也可用于形成超声波图像。其他的主要数字图像源是电子显微镜的电子束和用 于图形与可视化的合成图像 2.3图像感知和获取 我们感兴趣的多数图像都是由“照射”源和形成图像的“场景”元素对光能的反射或吸收而产 生的。把“照射”和“场景”加上引号是为了强调这样一个事实，即比我们所熟悉的一个可见光源 每天照射普通的三维场景情况更一般。例如，照射可能由电磁能源引起，如雷达、红外线或X身 线系统。但是，正如前面指出的那样，照射也可以由非传统光源（如超声波）甚至由计算机产生的照 射模式产生。类似地，场景元素可能是熟悉的物体，但它们也可能是分子、沉积岩或人类的大脑 依赖光源的特性，照射被物体反射或透射。第一类例子是从平坦表面反射。第二类例子是为了产生 一幅X射线照片，让X射线透过病人的身体。在某些应用中，反射能或透射能可聚焦到一个光转 换器上（如荧光屏），光转换器再把能量转换为可见光。电子显微镜和某些伽马成像应用就使用这种 方法 图2.12显示了用于将照射能量变换为数字图像的三种主要传感器配置。原理很简单：通过将输人 电能和对特殊类型检测能源敏感的传感器材料相组合，把输入能源转变为电压。输出电压波形是传感 回器的响应，通过把传感器响应数字化。从每一个传感器得到一个数字量。在这一节中，我们将关注图 6的像感知和生成的主要方式。图像数字化将在2.4节中讨论