2.1 图像及其表达与性质
在单色图像中最低值对应于黑，而最高值对应于白。在他们之间的亮度值是灰阶(gray-level)
空间分辨率（spatial resolution）是由图像平面上图像采样点间的接近程度确定的。
频谱分辨率（spectral resolution）是由传感器获得的光线频率带宽决定的。
辐射计量分辨率（radiometric resolution）对应于可区分的灰阶数量。
时间分辨率（time resolution）取决于图像获取的时间采样间隔。 ——> 在动态图像分析中很重要，图像的时间序列。
2.2 图像数字化
采样（sampled）将图像函数数字化为一个M行N列的矩阵。
量化（quantization）将图像函数的连续数值（亮度）转变为其数字等阶量的过程。
2.3 数字图像性质
2.3.1 数字图像的度量和拓扑性质
欧式距离（Euclidean distance）
优点是它在事实上是直观且显然的。缺点是平方根的计算费时且其数值不是整数。
“城市街区（city block）”距离
在数字栅格上从起点移动到终点所需的最少的基本步数。只允许横向和纵向的移动。
“棋盘（chessboard）”距离
在数字栅格中允许对角线方向的移动。
4-邻接，8-邻接
2.3.2 直方图
亮度直方图（brightness histogram）给出图像中亮度值z出现的频率，一幅有L个灰阶的图像的直方图由具有L个元素的一维数组表示。同一直方图可能对应几幅图像，例如，当背景是常数时物体位置的改变不会影响直方图。
2.3.3 熵
熵H（entropy）估计出图像的信息量。熵可以作为“失调”的度量。当失调水平上升时，熵就增加而事件就越难于预测。
2.3.4 图像的视觉感知
对比度（contrast）、敏锐度（acuity）、视觉错觉（visual illusions）、感知组织（Perceptual grouping）
2.3.5 图像品质
2.3.6 图像中的噪声
白噪声（white noise）具有常量的功率谱，即噪声在所有频率上出现且强度相同。
特例：高斯噪声（Gaussian noise）
加性噪声（additive noise）是独立于出现的图像信号。
信噪比SNR（signal-to-noise ratio）
乘性噪声（multiplicative noise)：噪声的幅值与信号本身的幅值有关
量化噪声（quantization noise）
冲击噪声（impulsive noise）是指一幅图像被个别噪声像素破坏，这些像素的亮度与其邻域的显著不同。
胡椒盐噪声（salt-and-pepper noise）饱和冲击噪声，这时图像被一些白的或黑的像素所破坏。该噪声会使二值图像退化。
2.4 彩色图像
2.5 摄像机概述
2.5.1 光敏传感器
基于光反射（photo-emission）原理的传感器 ：利用光电效应，被用于光电倍增管和真空管电视摄像机中。
基于光伏（photovoltaic）原理的传感器：半导体。
类型：CCD（电荷耦合器件 charge-coupled device) 和 CMOS（互补型金属氧化物半导体 complementary metal oxide semi conductor)
CCD摄像机：
注：CCD成像质量好，但成本高。一般摄像头生产厂家采用CMOS采光元件。
Blooming现象：当成像视场中存在亮度较高的点光源或亮区域时，CCD在亮点光源附近区域有Blooming或称为“开花”（亦称光晕或高光溢出）的效应。
它是CCD传感器像素在受到强光照射时，亮点区域像元获得的光照过强，像元光电二极管在强光下产生的光电子数超过CCD电荷存储区可以存储的最大电子数而溢出，溢出的电子将沿行或列方向进入相邻像素，“污染”相邻图像区域 (使相邻区域也饱和)，图像出现Blooming “开花”（光晕）现象，Blooming会导致相机图像清晰度明显下降，严重影响成像的质量。
不同程度的“Blooming”会使图像出现不同程度的光晕图像，光晕图像无法真实反映要观测区域的细节信息，会丢失许多有用的信息。焊接实时检测的图像获取系统中，如果没有特殊的抗干扰措施，焊接等离子体的强光会在CCD工业相机上产生严重的光晕，使焊接熔池中心及边缘部分的图像信息全部损失。
2.5.2 黑白摄像机
2.5.3 彩色摄像机
镶嵌滤波器