第1个回答 2022-07-07
《计算机视觉教程》笔记
编著：章毓晋（清华大学电子工程系）
出版社：人民邮电出版社
出版时间：2017.3
图像灰度是由景物亮度转化而来的，一般只有相对的意义。成像时如何将景物亮度转化为图像灰度可以遵循一定的规律。
下面介绍一个简单的图像亮度成像模型。给定一幅图像f（x，y），这里也用f（x，y）表示图像在空间特定坐标点（x，y）位置的亮度。因为亮度实际是能量的量度，所以f（x，y）一定不为0且为有限值，即
考虑到光反射的几何因素可借助投影来归一化，所以f（x，y）基本上可由两个因素来确定：
一些典型的r（x，y）值为：黑天鹅绒0.01，不锈钢0.65，粉刷的白墙平面0.80，镀银的器皿0.90，白雪0.93。因为f（x，y）与i（x，y）和r（x，y）都成正比，所以可以认为f（x，y）是由i（x，y）和r（x，y）相乘得到的，即
其中
式（2.2.29）表明入射量总是大于零（只考虑有入射的情况），但也不是无穷大（因为物理上应可以实现）。式（2.2.30）表明反射率在 0（全吸收）和 1（全反射）之间。以上两式给出的数值都是理论界限。需要注意i（x，y）的值是由光源决定的，而r（x，y）的值是由场景中的物体表面特性所决定的。
一般将单色图像f（x，y）在其坐标（x，y）处的亮度值称为图像在该点的灰度值（可用g表示）。根据式（2.2.28）～（2.2.30），g可在下列范围取值：
理论上对 Gmin的唯一限制是它应当为正值（即对应有入射，但一般取为 0），而对 Gmax的唯一限制是它应有限（参见式（2.2.27））。实际中，间隔[Gmin，Gmax]称为灰度值范围。一般常把这个间隔数字化地移到间隔[0，G）中（G为正整数，一般为2的整数次幂）。当g = 0时代表黑色，g = G-1时代表白色，而所有中间值代表从黑到白之间的灰度值。