18、图像采集模式全解析

图像采集模式全解析

在图像采集领域，借助相机可将三维客观世界场景投影到二维图像平面上，这一投影过程能通过成像变换（也被称作几何透视变换或透视变换）进行空间描述。接下来，我们将深入探讨图像采集的各个方面。

成像与采集

图像采集需要特定的设备，使用相机成像涉及多种几何模型和不同空间坐标系之间的转换。图像反映了空间位置场景的本质，特别是光辐射的特性。

图像捕获

• 图像捕获与采集 ：图像可通过相机等记录设备获取。图像采集则是从客观场景获取图像的技术或过程，这需要光学元件和图像传感器。光学元件将场景的一部分聚焦到传感器上，传感器把电磁辐射能量转换为可处理、显示和解读为图像的电信号。
• 黑电平 ：在图像采集中，黑电平是通过模数转换器将暗电流转换得到的灰度级。暗电流在无光线入射时产生，与光圈无关，其值可通过盖上物镜盖采集图像来确定。
• 图像采集模型 ：这是将三维客观场景投影到二维图像平面成像过程中使用的几何模型，涉及从世界坐标系 XYZ 经相机坐标系 xyz 到图像平面坐标系 x’y’ 的转换。当相机坐标系 xyz 与世界坐标系 XYZ 重合，且相机坐标系 xyz 中的图像平面与 xy 平面重合，相机视线沿 Z 轴时，图像平面中心位于原点，镜头中心坐标为 (0, 0, λ)，λ 为镜头焦距，投影模式为透视投影。若两者不重合，可通过平移和/或旋转变换使其重合。
• 图像采样 ：图像采样是从聚焦在图像平面的物理图像中测量部分像素值的过程，样本可以是单