图像处理的一些必要常识基础

• 图像的感知与获取

各种各样的电磁波谱都能进行成像，成像其实就是用一个感光元器件把幅射来的能量记录下来，把它从模拟信号转化为数字信号，给它一个数字编码0-255即可得到灰度图像，二维矩阵就是一个图像。

一些常见的感光元器件，手机摄像机以及一些光学传感设备的传感器大多数都是CCD和CMOS。

CCD是电荷耦合元器件的一个简称，CMOS是另一个元器件的简称。他们都是把能量信号变换为电信号，再变换为数字信号。CMOS对亮度更加不敏感，但是会有更多的噪声。所以一般可以减去一个黑图像，用正常情况下减去黑图像（黑图像原本就会有噪声）。

CCD vs CMOS,CMOS更廉价，更不耗能。CMOS有低敏感度。CMOS在工业领域更广泛，因为敏感度低。手机里的话一般是CCD因为色彩和纹理会显示的更加丰富。总的来说，CCD传感器在灵敏度、分辨率、噪声控制等方面都优于CMOS传感器，而CMOS传感器则具有低成本、低功耗、以及高整合度的特点。不过随着两者技术的进步，两者差异又逐渐缩小的趋势。例如CCD传感器一直在功耗上做改进，以应用于移动通信市场；CMOS传感器一直在改善分辨率和灵敏度的不足，以应用于更高端的图像产品。

图像的采集过程是分为采样和量化，采样是数字化坐标的过程，量化是数字化幅值的过程。

• 彩色成像摄像机的工作原理

1. prism棱镜（with 3 sensors）

光源进入透镜，然后会通过棱镜分在三个传感器上

1. Filter mosaic滤光片

四个方格的话是两个绿的配一个红一个蓝，红色对人眼最敏感，绿色没那么敏感

1. Filter wheel滤轮

一种机械设计的方式

本质上红绿蓝都是三个0-255的矩阵。

4.小孔成像

焦距越短对应的空间分辨率越大，分辨率是一个像素所能代表世界中物理尺寸的大小。

如果小孔的孔太大会造成一个图像模糊，例如想让背景模糊，那么就要把光圈调大，让孔径变大。像单反也好手机也好，它其实是一系列的镜片组合，让他接近小孔成像的情况。但是也不是小孔越小越好，太小的话，会造成衍射。