第二章 人类视觉 2 ．1 人类视觉简介 了解人类视觉的构成、信息处理过程，对机器视觉研究人员来讲是非常具有启发性和吸引力的．本章从人眼的基本构造出发，介绍视觉通路、视觉感受野及视觉信息的基本处理过程。本章的大部分内容取自文献[寿 1997]。 人眼所能看到的光谱范围，只是电磁辐射波范围的很小一部分，其波长范围从 380 纳米到780 纳米，这段波长称为可见光谱，如图 2．1 所示．在可见光范围内，不同波长的光给人以不同的色彩感觉，不同强度的光及不同强度分布的光刺激人眼，在人脑中将产生不同的光强，颜色，形状等视觉信息． 图 2．1 电磁辐射波谱和可见波谱 2 ．1 ．1 人眼的构造 人的眼睛是一个前后直径大约 23 毫米的近似球状体，由眼球壁和眼球构成，如图 2．2所示．眼球壁的正前方，占整个眼球壁面积的1/6 是一层弹性的透明组织，叫做角膜．角膜具有屈光功能，光线经角膜发生屈折进入眼内．眼球壁外层的其余 5/6 是白色的不透明膜，叫做巩膜，它主要起巩固、保护眼球的作用．眼球壁的中层包括虹膜、睫状体和脉络膜．脉络膜含有丰富的色素细胞，呈黑色，起着吸收外来散光的作用，消除光线在眼球内部的乱反射．虹膜在角膜的后面，位于晶体的前面，虹膜中央的圆孔叫做瞳孔．虹膜可以使瞳孔扩大和缩小，睫状体位于虹膜后面，其内部有睫状肌，起调节晶体的作用．眼球壁内层是视网膜(retina)和视神经乳头．视网膜是一种透明薄膜，是眼球的感光部分．视网膜由锥体细胞(cone cell)和杆体细胞(rod cell)两种感光细胞组成，其中，锥体细胞约有650 万个，杆体细胞约有 1 亿个． 视网膜可分为以视轴为中心直径约 6 毫米的中央区和周边区．中央区有一直径约 2毫米(折合 6 度视角)呈黄色区域，称为黄斑．黄斑中央有一小凹，叫做中央凹(fov ea)，面积约 1 平方毫米．人类视觉的中央凹没有杆体细胞，只有锥体细胞，其密度高达每平方毫米 150,000．离开中央凹，锥体细胞急剧减少，而杆体细胞急剧增多，在离开中央凹20 度的地方，杆体细胞最多．中央凹的锥体细胞密度很高，是产生最清晰视觉的地方．杆体细胞主要是在黑暗的条件下起作用，同时还负责察觉物体的运动．因此，常将锥体细胞称为明视觉细胞，将杆体细胞称为暗视觉细胞． 眼球内包括晶体、房水及玻璃体，它们都是屈光介质．晶体为一扁球形的弹性透明体，位于玻璃体与虹膜之间，睫状体的收缩可改变晶体的屈光力，使外界的对象能在视网上形成清楚的...
