数字图像基础（Digital Image Fundamentals）之图像的感知和获取(Image Sensing and Acquisition)

Posted 2020-09-12

    人类感知只限于电磁波谱的视觉波段，成像机器则可以覆盖几乎全部电磁波谱。各类图像都是由“照射”源和形成图像的“场景”元素对光能的反射或吸收相结合而产生的。

                                     

    一副平面图像可以用二维亮度函数来表示，当一副图像从物理过程产生时，它的值正比于物理源的辐射能量，因此，f(x,y)一定是非零和有限的，即：

                                        ;

    当用数学方法描述图像信息时，通常着重考虑它的点的性质。例如一副图像可以被看作是空间各个坐标点的结合。它的最普通的数学表达式为：其中（x，y，z）是空间坐标，λ是波长，t是时间，I是图像强度。这样一个表达式可以代表一副活动的、彩色的、立体图像。当研究的是静止图像时，则与时间t无关，当是单色图像时，与波长λ无关，对于平面图像则与坐标z无关。因此，对于静止的平面的、单色的图像来说其数学表达式可简化为：

    人们所感受到的图像一般都是由物体反射的光组成的。函数f(x,y)可由两个分量来表示：入射到观察场景的光源总量；场景中物体反射光的总量。这两个分量分别称为入射分量和反射分量，如果用i(x,y)表示入射分量，用r(x,y)表示反射分量，两个函数合并形成f(x,y),即：

                                  ;  其中:,