电子图像的处理与应用

人脑和电子计算机处理的都是电信号，因此，只有将前面章节中介绍的光学图像转换成电子图像，也就是说，一个电信号阵列，才能够对其进行传输、存储、分析和处理。不管是生物视觉还是摄影过程，其中的图像传感器的基本工作原理都依赖于：光子打击某种特殊材料是所产生的“电子/空穴”对，如图4.1所示。在第6章中，我们还将详细介绍图像传感器的相关内容。

仪器的灵敏度和入射光的波长λ有关。具有很大能量的光子会直接进入材料，能量太小的光子可能在到达材料表面前就被拦截了。每一种材料都有属于其自身的、随光的波长而变化的量子效率特征。对于一个很小的波长区间δλ，令b(λ)δλ表示：能量大于等于λ而小于λ+δλ的光子流，那么，材料表面所释放出的自由电子数目为：

(www.xing528.com)

如果我们使用：由不同光敏材料做成的（图像）传感器，那么，我们将会得到不同的图像，因为传感器的光谱灵敏度不同。对于某一个曲面，假设：当我们用不同的传感器对其进行成像时，所得到的图像的灰度值不同；那么，我们可以利用这个结果来进行辨别。

另一种获得这种效果的方法是：使用相同的感光材料，但是，在相机前放上滤光镜。滤光镜会对光谱中的不同频率成分进行选择性吸收。如果第i个滤光镜的透光率为fi(λ)，那么滤光镜和传感器组合在一起的等效量子效率为fi(λ)q(λ)。我们究竟应该使用多少滤光镜？随着所使用的滤光镜数目的增加，对材料的辨别能力也会增加。但是，这些测量结果是相关的，这是因为：对于绝大多数材料，其反射率随入射光的改变而发生“光滑”变化。一般情况下，使用太多的滤光镜并不能有效地提高对材料的辨别能力。