数字图像处理第二章：灰度图像与视觉系统

"灰度图像-数字图象处理-第二章" 在数字图像处理领域，灰度图像是一种重要的图像类型，其特点在于每个像素只用一个量化的灰度级来表示，不含任何彩色信息。灰度图像的每个像素值通常在0到255的范围内，其中0代表最暗，255代表最亮。在专业应用中，有时会使用更高的位深度，如14位或16位，以提供更精细的灰度级别，这在医学成像和天文学等领域尤其常见。 第二章数字图像基础深入探讨了视觉系统及其对图像感知的影响。首先，人类视觉系统与照相机有诸多相似之处，比如瞳孔相当于光圈，晶状体起到透镜作用，使光线聚焦在视网膜上。视网膜是视觉感知的关键，由色素上皮层和视网膜感觉层构成。感觉层由三层神经元组成，包括视细胞层、双节细胞层和节细胞层。视细胞层中的视杆细胞和视锥细胞分别负责暗视觉和明视觉，是感知环境光强度和颜色的基础。 视杆细胞在低光照条件下（如夜晚或边缘视觉）非常敏感，而视锥细胞则在明亮环境下（如日间中央视觉）起主要作用，能够感知颜色。视觉信息经过视网膜传递到大脑，经过外膝体部和视皮层等多个层次进行处理。大脑的视皮层被分为多个区域，每个区域对特定视觉特征如形状、运动、颜色和空间位置有不同的响应，这种现象被称为感受野。 视觉神经系统的研究表明，存在两条主要的视觉通路：背侧通路和腹侧通路。背侧通路主要处理空间位置和物体运动信息，而腹侧通路则涉及物体识别和颜色感知。这些并行处理通路使得我们可以同时处理图像的不同方面，从而快速有效地理解和解释视觉输入。 数字图像处理中的灰度图像是一种简化形式的图像表示，便于分析和处理。同时，了解人类视觉系统的工作原理有助于我们设计和优化图像处理算法，更好地适应人眼的感知特性。