数字图像处理入门：视觉感知与图像获取

"这是一份来自电子科技大学光电信息学院的数字图像处理基础课件，适合初学者进行学习和自学。内容涵盖了图像的视觉感知、获取和显示、表示方法以及数字图像的文件格式等基础知识。由教师彭真明编撰，提供了联系邮箱方便交流。" 在数字图像处理领域，了解图像的视觉感知是至关重要的，因为这直接影响到我们如何理解和解释图像信息。人眼作为主要的感知器官，其结构包括角膜、虹膜、晶状体、视网膜、巩膜和脉络膜等部分。这些结构共同作用使得光线能够聚焦在视网膜上形成图像。 人眼中的视觉感知主要由两种感光细胞完成：杆状细胞和锥状细胞。杆状细胞对亮度变化非常敏感，尤其是在低光照条件下，而锥状细胞则负责颜色视觉，在明亮环境下能分辨出不同颜色。人眼中大约有600-700万个锥状细胞和7500-1500万个杆状细胞。 在图像处理中，有几个关键的物理术语需要理解。首先是亮度（Luminance），它描述了图像中一个点的明亮程度。接着是照度（Illuminance），即单位面积上接收到的光通量，反映了环境光线的强弱。最后是反射率（Reflectance），指物体表面反射的光占入射光的比例，范围通常在0到1之间，也被称为反照率。 图像的获取通常涉及使用相机或其他成像设备，它们通过捕捉光线并将其转化为电信号来创建数字图像。图像的显示则涉及到将这些电信号转换回光信号，使我们能在显示器上看到图像。在这个过程中，颜色模型如RGB（红绿蓝）和灰度表示方法都起着关键作用。 数字图像的文件格式，如JPEG、PNG、BMP等，是存储和传输图像数据的标准方式。每种格式都有其特定的压缩算法、透明度支持和质量控制特性，选择合适的格式可以优化图像的存储和显示效果。 这份课件将引导初学者深入理解数字图像处理的基础概念，包括视觉感知原理、图像获取与显示的技术、图像表示方法以及常见的数字图像文件格式。通过学习，学生能够为后续更复杂的图像处理技术打下坚实的基础。