2.1 影象及其表達與性質

在單色影象中最低值對應於黑，而最高值對應於白。在他們之間的亮度值是灰階(gray-level)

空間解析度（spatial resolution）是由影象平面上影象取樣點間的接近程度確定的。

頻譜解析度（spectral resolution）是由感測器獲得的光線頻率頻寬決定的。

輻射計量解析度（radiometric resolution）對應於可區分的灰階數量。

時間解析度（time resolution）取決於影象獲取的時間取樣間隔。    ——>  在動態影象分析中很重要，影象的時間序列。

2.2 影象數字化

取樣（sampled）將影象函式數字化為一個M行N列的矩陣。

量化（quantization）將影象函式的連續數值（亮度）轉變為其數字等階量的過程。

2.3 數字影象性質

2.3.1 數字影象的度量和拓撲性質

歐式距離（Euclidean distance）

優點是它在事實上是直觀且顯然的。缺點是平方根的計算費時且其數值不是整數。

“城市街區（city block）”距離

 在數字柵格上從起點移動到終點所需的最少的基本步數。只允許橫向和縱向的移動。

“棋盤（chessboard）”距離

在數字柵格中允許對角線方向的移動。

4-鄰接，8-鄰接

2.3.2 直方圖

亮度直方圖（brightness histogram）給出影象中亮度值z出現的頻率，一幅有L個灰階的影象的直方圖由具有L個元素的一維陣列表示。同一直方圖可能對應幾幅影象，例如，當背景是常數時物體位置的改變不會影響直方圖。

2.3.3 熵

熵H（entropy）

2.3.4 影象的視覺感知

對比度（contrast）、敏銳度（acuity）、視覺錯覺（visual illusions）、感知組織（Perceptual grouping）

2.3.5 影象品質

2.3.6 影象中的噪聲

白噪聲（white noise）具有常量的功率譜，即噪聲在所有頻率上出現且強度相同。

特例：高斯噪聲（Gaussian noise）

加性噪聲（additive noise）是獨立於出現的影象訊號。

信噪比SNR（signal-to-noise ratio）

乘性噪聲（multiplicative noise)：噪聲的幅值與訊號本身的幅值有關

量化噪聲（quantization noise）

衝擊噪聲（impulsive noise）是指一幅影象被個別噪聲畫素破壞，這些畫素的亮度與其鄰域的顯著不同。

胡椒鹽噪聲（salt-and-pepper noise）飽和衝擊噪聲，這時影象被一些白的或黑的畫素所破壞。該噪聲會使二值影象退化。

2.4 彩色影象

2.5 攝像機概述

2.5.1 光敏感測器

基於光反射（photo-emission）原理的感測器  ：利用光電效應，被用於光電倍增管和真空管電視攝像機中。

基於光伏（photovoltaic）原理的感測器：半導體。

               型別：CCD（電荷耦合器件 charge-coupled device)  和 CMOS（互補型金氧半導體 complementary metal oxide semi conductor)

CCD攝像機：

注：CCD成像質量好，但成本高。一般攝像頭生產廠家採用CMOS採光元件。

Blooming現象：當成像視場中存在亮度較高的點光源或亮區域時，CCD在亮點光源附近區域有Blooming或稱為“開花”（亦稱光暈或高光溢位）的效應。

它是CCD感測器畫素在受到強光照射時，亮點區域像元獲得的光照過強，像元光電二極體在強光下產生的光電子數超過CCD電荷儲存區可以儲存的最大電子數而溢位，溢位的電子將沿行或列方向進入相鄰畫素，“汙染”相鄰影象區域 (使相鄰區域也飽和)，影象出現Blooming “開花”（光暈）現象，Blooming會導致相機影象清晰度明顯下降，嚴重影響成像的質量。

不同程度的“Blooming”會使影象出現不同程度的光暈影象，光暈影象無法真實反映要觀測區域的細節資訊，會丟失許多有用的資訊。焊接實時檢測的影象獲取系統中，如果沒有特殊的抗干擾措施，焊接等離子體的強光會在CCD工業相機上產生嚴重的光暈，使焊接熔池中心及邊緣部分的影象資訊全部損失。

2.5.2 黑白攝像機

2.5.3 彩色攝像機

鑲嵌濾波器