2、图像基础与分解知识解析

图像基础与分解知识解析

1. 图像基本概念

图像可通过不同的观测和捕捉系统，以各种形式和方式从现实世界中获取，它们能直接或间接地作用于人类眼睛，引发视觉感知。

1.1 图像与图像空间

• 图像 ：图像是对场景的一种表示，包含场景的描述。通常可以用二维数组 (f(x, y)) 来表示，其中 (x) 和 (y) 代表二维空间 (XY) 中坐标点的位置，(f) 表示图像在点 ((x, y)) 处的某种属性值。例如常见的灰度图像，(f) 表示灰度值，其值的集合为 (F)，常对应客观场景的观测亮度。图像概念广泛，涵盖照片、绘图、动画、视频甚至文档等。科学研究表明，人类约 75% 的信息通过视觉系统以图像形式从外界获取，所谓“眼见为实”“一图胜千言”，说明图像是人类重要的信息来源。
• 图片 ：物体的图片是通过透镜或镜子形成的图像，也指在感光材料上形成的平面图像。图像有“实像”和“虚像”之分，实像可聚集在阴影屏（毛玻璃）或感光片上，虚像虽能被人眼看到，但不能直接显示在阴影屏或感光胶片上。如光学直视取景器或镜子中看到的通常是虚像（镜子中的虚像可转换为实像），照片的实像是与原物体相反的倒像，在阴影屏上左右颠倒（打印后从负片反转成正像）。
• 通用图像表示函数 ：一般表示图像反射辐射能的空间分布函数，是一个具有五个变量的函数，可写成 (T(x, y, z, t, λ))，其中 (x)、(y) 和 (z) 是空间变量，(t) 是时间变量，(λ) 是辐射波长（对应光谱变量）。由于实际图像在时间和空间上是有限的，所以 (T(x, y, z