1、眼睛的结构及成像 人类视觉一眼睛 计算机视觉一图像输入系统 眼球 视网膜 晶状体 H 物体 1001m 171mm 晶状体镜头；视网膜一像敏面； 远物体一晶状体扁平一屈光能力小一距离大（最大17mm) 近物体一晶状体厚：一屈光能力大一距离小（最小14mm)
1、眼睛的结构及成像 人类视觉 — 眼睛 计算机视觉— 图像输入系统 晶状体—镜头；视网膜— 像敏面； 远物体— 晶状体扁平— 屈光能力小— 距离大（最大17mm) 近物体— 晶状体厚 — 屈光能力大— 距离小（最小14mm) 物体
2、电磁波谱 辐射波？ 频率范围Hz 波长外围 无线电波 <109 >300mm 微…波 109102 300~-0.3mme 红外光 10124.3×1014+ 300~-0.7m+ 光波·子可见光 4.3×1014~7.5×104 0.7~-0.4μm+ 紫外光 7.5×1014-1016 0.4~0.03μm rx射线 1016~1019 30~-0.03nm+ 射线y射线 >1019 <0.03nm 宇宙射线： K 光谱紫外→可见光→红外 光波和 波长10nrm-lmrm 频率1016~3×1011 光和 紫外和 可见光和 红外（近、中、远）和 波长和 100-380nm 380-780nm 780nm-1mme 可见光谱 颜色 红 橙 黄和 绿 青和 蓝和 紫 波长(nm) 780-630 630-600 600-570e 570-500500-.450. 450-430 430-380
光谱 --- 紫外 → 可见光→ 红外 2、电磁波谱 可见光谱
三、图像采集系统 1、光源 (1)光源的作用： ①使视场具有足够照度一整体亮度、突出特征量 ②满足一定的投影关系一位置变化、成像质量 ③满足一定的滤光要求-区别、对比度 选择：几何形状、照明亮度、均匀度、光谱特性，发光效率、使用寿命 (2)光源的种类： ①自然光源-天体（地球、太阳、星体）、大气 表2一1自然光源在地球表面形成的光烟度 角然杀件 舞度合认) 自鹅条价 展及筑(x) 宜若11无 411,3)X10 保数经 完企大光 (1-23×10 房月 101 大《研 10 然月 10-2 供陪的白灵 1的 星光 103 发年（察明） 生光（阴天 104 表？2各种条件下接近地平线天空的光亮度饲 A然条年 光光艾债(cd/m) 自线条 光交度自《dm》 地习的日买 0 目体拉12小时（的天 10-1 1大（群 栩明亮衿月光 10- 大（碑得汉数） 10 大月：鳞明位空 19-3 桥过（同天） 无》（肌大改空） 什施后14（销大》
1、光源 (1)光源的作用： ①使视场具有足够照度 ---- 整体亮度、突出特征量 ②满足一定的投影关系 ---- 位置变化、成像质量 ③满足一定的滤光要求 ---- 区别、对比度 选择：几何形状、照明亮度、均匀度、光谱特性，发光效率、使用寿命 (2)光源的种类： ① 自然光源 --- 天体（地球、太阳、星体）、大气 三、图像采集系统
②人工光源： a. 按发光机理：荧光灯、 卤素灯、气体放电灯、发光二极管(LED)、 激光二极管LD 光源型 荧光灯甲 卤素灯甲 LEDe 激光(L山)为 颜色 白色、偏绿 白色、偏黄 红、黄、绿、白、蓝和 由发光频率决定 寿命（小时） 5000-7000- 5000-7000P 60000-100000P 100000小时以上2 亮度 较亮。 亮 使用多个LD达到很亮 很亮和 响应速度刀 慢和 慢 快和 快 发热少，扩散性好、适合 发热大，几乎没有光亮 发热少，波长可以根据用 单色性好、方向性好、 特点 大面积均匀照射，较便宜度和色温的变化，便宜 途选择， 制作形状方便 亮度高，功耗小，多用 运行成本低，耗电小 于千涉实验中 ①白炽光源：器件：白炽灯-钨丝（熔点3600K) 特点：谱线丰富（可见光+红外光） 应用：滤色片→窄带频率光，避免杂光干扰→仪器 卤钨灯改进的白炽灯（碘、溴） 特点一亮度高、发光效率高、体积小、成本低 ②气体放电光源：原理：气体分子激发放电（电弧灯） 器件：碳弧灯、钠弧灯、氙弧灯、水银弧灯 特点：功率大，光色接近日光，紫外线丰富 应用：强光、色温要求接近日光
a. 按发光机理：荧光灯、卤素灯 、气体放电灯、发光二极管（LED）、 激光二极管LD ① 白炽光源：器件：白炽灯--- 钨丝（熔点3600K） 特点：谱线丰富（可见光+红外光） 应用：滤色片 → 窄带频率光，避免杂光干扰→ 仪器 ② 气体放电光源：原理：气体分子激发→放电 （电弧灯） 器件：碳弧灯、钠弧灯、氙弧灯、水银弧灯 特点：功率大，光色接近日光，紫外线丰富 应用：强光、色温要求接近日光 ② 人工光源： 卤钨灯---改进的白炽灯（碘、溴） 特点 --- 亮度高、发光效率高、体积小、成本低
③发光二极管：原理：半导体，电致发光 器件：LED,可见光、红外光 特点：体积小、功耗低、寿命长、响应快、易于数宇控制 比普通光源单色性好、亮度高 应用：电路（信号）、仪器面板（提示、报警、状态显示） ④激光光源：原理：外界光→光原子能级跃迁→受激辐射→光放大谐振 →辐射激光 特点：方向性好-发散角很小（约0.18），比普通光小23数量级 亮度高-能量高度集中，亮度比普通光高几百万倍 单色性好一光谱范围极小，频率单一； (He-Ne激光：2=632.8nm,△=10-6nm) 相干性好-受激辐射，传播方向振动方向/频率/相位一致 时间相干性、空间相干性均好 器件：固体激光器-体积小，坚固，功率高红宝石、（少用) 气体激光器-小巧、单色性好、能连续工作、功率小→氦氖、CO2 液体激光器-一激光波长可连续调节（范围）→染科 半导体激光器效率高、体积小、重量轻、结构简单、功率小、非线性
③发光二极管： ④激光光源： 原理：半导体，电致发光 器件：LED，可见光、红外光 体积小、功耗低、寿命长、响应快、易于数字控制、 比普通光源单色性好、亮度高 应用：电路（信号）、仪器面板（提示、报警、状态显示） 原理： 特点： 外界光→光原子→能级跃迁→受激辐射→光放大→谐振 →辐射激光 方向性好---发散角很小(约0.18º)，比普通光小2~3数量级 亮度高--- 能量高度集中，亮度比普通光高几百万倍 单色性好---光谱范围极小，频率单一； （He-Ne激光:λ=632.8nm,Δλ=10-6nm） 相干性好---受激辐射，传播方向/振动方向/频率/相位一致 时间相干性、空间相干性均好 器件：固体激光器---体积小，坚固，功率高→ 红宝石、（少用） 气体激光器---小巧、单色性好、能连续工作、功率小→ 氦氖、CO2 液体激光器---激光波长可连续调节（范围）→ 染科 半导体激光器--效率高、体积小、重量轻、结构简单、功率小、非线性 特点：