图像处理基础：人眼视觉感知与数字图像

"这篇资料主要介绍了图像处理的基础知识，包括图像的视觉感知、获取与显示、表示以及数字图像的文件格式。重点讲述了人眼的视觉感知机制，如人眼结构、视觉感知过程以及锥状细胞和杆状细胞在色彩和亮度识别中的作用。" 在图像处理领域，清晰度（Definition）是一个关键概念，它关乎图像的质量和细节可辨识程度。了解人眼的视觉感知对于优化图像处理技术至关重要。人眼作为主要的信息感知器官，大约能接收并处理我们接收到的75%的信息。 首先，人眼的结构包括角膜、虹膜、晶状体、视网膜、巩膜和脉络膜等部分。其中，视网膜上的感光细胞——锥状细胞和杆状细胞对图像感知起着决定性作用。锥状细胞主要负责色彩感知，数量相对较少，而杆状细胞则专注于亮度信息的提取，数量远多于锥状细胞。 在视觉感知过程中，光线照射到物体表面，产生照度（Illuminance），即单位面积上的光通量。然后，物体表面会反射部分光线，这部分反射的光线比例称为反射率（Reflectance）。反射率的范围通常在0到1之间，表示反射光强度相对于入射光强度的比例，也被称为反照率。 图像的获取通常涉及各种设备，如相机、扫描仪等，这些设备通过捕捉和转换光线信息来创建图像。图像的显示则依赖显示器，它通过调整像素的亮度和颜色来重现图像。在数字图像的世界里，文件格式是存储和传输图像数据的重要方式，常见的有JPEG、PNG、BMP、TIFF等，每种格式都有其特定的应用场景和优缺点。 图像的表示通常采用像素阵列的形式，每个像素代表图像上的一小块区域，其颜色和亮度由RGB（红绿蓝）或CMYK（青、洋红、黄、黑）等颜色模型定义。理解这些基本概念对于图像处理和分析，如图像增强、复原、压缩和识别等，都是必不可少的。 清晰度作为图像质量的重要指标，涉及到人眼如何感知和解析图像信息。通过对人眼视觉特性的深入研究，我们可以设计出更符合人类视觉习惯的图像处理算法，从而提高图像的视觉效果和用户体验。