冈萨雷斯《数字图像处理》第二章解析：视觉感知与成像原理

"冈萨雷斯《数字图象处理》第2章主要涵盖了数字图像的基础知识，包括人眼视觉感知的要素、人眼的针孔成像原理、主观亮度的感知以及亮度分辨率的实验等核心概念。" 在第二章《数字图像基础》中，作者R.C.Gonzalez和R.E.Woods首先探讨了人眼视觉感知的基本元素。他们指出，人眼由多个部分组成，如角膜、虹膜、中央凹、视网膜等，这些结构共同作用于光线的聚焦和感知。视网膜上分布着两种感光细胞——锥状体和柱状体。锥状体主要负责日间视觉，集中在中央凹区域，而柱状体则用于夜间视觉，遍布整个视网膜。 接着，书中讲解了人眼的针孔成像模型，这是一种简化版的摄像机成像几何。在这个模型中，物距u、像距v和焦距f决定了图像的形成，当物距远大于像距和焦距时，图像会聚在焦平面上，形成了人眼所见的图像。 此外，书中提到了人眼对亮度的感知具有自适应性。人眼的主观亮度感受是对入射光强度的对数函数，这意味着即使光强变化很大，人眼也能适应并分辨出亮度的差异。这种自适应性允许我们在强光和弱光环境下都能有良好的视觉体验。同时，书中还介绍了亮度分辨率的基本实验，展示了人眼在恒定背景下的对比灵敏度，即在不同亮度条件下，人眼可以区分的最小亮度差异。 这一章的内容对于理解数字图像处理的理论基础至关重要，因为这些知识不仅揭示了人眼如何感知图像，也为后续的图像采集、增强、压缩和分析提供了生物学上的参考。对于研究生级别的学习者来说，深入理解这些基础概念有助于更有效地进行数字图像处理的研究和实践。