第2章 数字图像基础 要想成功，就必须弄清基础问题 一亚里士多德 引言 本章的主要目的是介绍本书所用到的数字图像处理的一些基本概念。21节简述人类视觉系统的 机理，包括眼中图像的形成及对亮度的适应和鉴别能力。2,2节讨论光、电磁波谱的其他分量及它们 的成像特点。23节讨论成像传感器及怎样使用它们产生数字图像。2.4节介绍均匀图像取样及灰度量 化的概念。该节中讨论的其他主题包括数字图像表示、图像中取样数和灰度级变化的影响、空间和灰 度分辨率的概念，以及图像内插的原理。25节处理像素间的各种基本关系。最后，2.6节介绍本书用 到的主要数学工具。该节的第二个目的是帮助您开始积累一些在各种基本图像处理任务中如何运用这 些工具的感觉。这些工具及其应用范围在需要时将在本书的剩余部分再扩展。 2.1视觉感知要素 虽然数字图像处理这一领域建立在数学和概率公式表示的基品之上，但人的直觉和分析在选择 种技术而不选择另一种技术时会起核心作用，这种选择通常是基于主观的视觉判断做出的。因此 将大概了解人类的视觉感知作为学习本书的起点是合适的。鉴于这一主题的复杂性和宽泛性，这里仅 涉及人类视觉的最基本方面。特别是，我们的兴趣在于人类形成并感知图像的机理和参数。我们的兴 趣还在于通过数字图像处理的一些因素来了解人类视觉的物理限制。因此，人类与电子成像设备相比， 在分辨率和对光照变化的适应能力方面不仅有趣，从实践的角度来看也很重要。 2.1.1人眼的结构 图2.1显示了人眼的一个简化水平剖面。眼睛的形状近似为一个球体，其平均直径约为20mm 有三层薄膜包围着眼睛：角膜与巩膜外壳、脉络膜和视网膜。角膜是一种硬而透明的组织，覆盖着眼 睛的前表面。与角膜相连的巩膜是一层包围着眼球其余部分的不透明的膜。 脉络膜位于巩膜的正下方。脉络膜包含有血管网，它是眼睛的重要滋养源。即使是对脉络膜表面 并不严重的损害，也有可能严重地损害眼睛，引起限制血液流动的炎症。脉络膜外壳着色很重，因此 圆大拉