翻译贴，可能重口味，专业人员和18禁

张伟

机器视觉

章节一

这一篇文章，内容可能有点奇怪，读者可以把它当做涵盖整个自然世界的视觉的文章。

写这篇文章的理由很简单：专业人员需要理解，没有单一的视觉模型可以应对所有情况。

我们人类的视觉系统虽然很复杂，但是不适合动物，昆虫等，这些生物早已经茁壮成长在一个比人类两条腿行走时间更长的特定类型的环境。

相对人类的视觉能力即使是很有限的视觉能力，比如青蛙的视觉系统，数百万年来很适合它。在许多情况下，人类工业的机器视觉系统就像一只青蛙：可以做某些明确的任务，没有试图实现人类可以做到细微的分辨和高水平的智能场景分析。在自然界中有四个场景，几乎所有的生物体不得不识别：食物，威胁，配偶和庇护所。这是非常不同于仅仅是为了区分“好”和“故障”产品的检查系统的。生物体需要应对高速多变的环境，无法改变观察条件。但作为视觉工程师可以使自己的创作更便宜，更快，更可靠的。

因此，通常机器视觉的任务比设计一台和青蛙一样的机器更简单。我们决不能有“仅仅只有我们（人类）看到世界的本来面目”的错误思想。人眼只能在感觉到狭窄波段范围内的光的波长。人眼无法感知到偏振现象，而蜜蜂可以看到或人类通过对应设计的装置可以。人眼无法察觉非常低亮度的光线，而一些动物可以。

我们为什么要复制被众多视觉错觉所困惑的视觉系统？自然世界产生了许多不同的视觉模型。例如，有超过40种不同类型的眼睛。昆虫的复眼和人类的眼睛显然是非常不同的，猫在明亮的光线下瞳孔是垂直的。而有些动物的眼睛是依靠晶状体在视轴上的移动来聚焦，而不是和人类一样改变晶状体的形状。

人类的色觉系统虽然相对丰富但是没有特殊的地方。而濑尿虾的眼睛中有12种（另一种说法是16种）视锥细胞，这是传说中专门用来甩人类一脸啊，反人类不和谐，难怪被潜规则，吃货么吃啥补啥。蜘蛛是不会满意只有两只眼睛的人类的；他们有八种！这些特殊品种满足了人类一系列有趣的好奇心，恶趣味，并提供了恶搞灵感！话说部分人特定情况下可以直接看到紫外线的诶，视觉工程师们可以从中学习非人类视觉系统的效益。

也许最重要的一点是，视觉工程师应该有信心变得与众不同的；很期望在不远的未来看到能长复眼吐丝受热变红的与众不同的新人类出现，我们不应该约束自己总是试图模仿人类自己的视觉。自然界从来没有也不是！人类的视觉系统虽然是非常强大的，但有时是低效甚至无用，而在其他情况下，为工业视觉系统所需的简单任务中过份复杂反而无用。处理太复杂导致徒劳无功那不如简单化。

所以如果有类似青蛙视觉系统的产品，那就用喽！那么青蛙舌头配套产品造个出来以后。。。。

视觉是动物王国里普及的一种感官能力，是不同的依赖需要，配偶交配，合适的食物，发现庇护，躲避捕食者或其他危险。

受体器官（例如眼睛）和相关的视觉系统不仅提供了对周围环境的视觉感知的基础，而且还带动对自然界变化的反应并引导视觉运动反应（例如，运动，眼球运动，衍生能力等）。

虽然动物视觉具有内在的限制，不同物种间以及不同的特性（例如，颜色视觉）出现在进化的过程中具体的目的可能是一个广义的适应，能够处理各种各样的问题和挑战。

相反，机器视觉是狭义相对的设计，通常是高度约束为一个特定的目的或功能及其相关的系统。

本章提供了一个广阔的人类和动物的视觉总结，重点针对脊椎动物，不仅对其基本设计的生理特点、局限性，也是为解决多样性的生物感知世界和对应的回应问题。

希望这样一种从不同的视角的视觉观点对未来的设计和机器视觉工程有所启发。

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章节十

光谱响应

正如影像在大小和对比度对人类视觉系统的限制，所以视觉系统可以响应特定波段的光波（波长）。可见光的光谱被如此称呼仅仅是因为它包含的波长对人眼可见（图3.1）。许多昆虫和一些鸟类对部分波长敏感，特别是在紫外线，即人眼是完全看不见了（翻译者标注提示人眼在怎样的情况下可以直接看到紫外线？）；因此，对蜜蜂和鸟类的可见光谱与人类的不同。

光是存在于包含人眼可见光谱的到达一个给定的动物在其视杆或视锥因此引起的反应，不仅仅只是视觉。此外，视觉系统对光谱范围内所有波长的敏感度是不一样。如图3.11说明了人类的眼睛，整体视锥响应（明亮的照明或明视条件下）是在550 nm波长。视杆，在暗光条件下作用，在500 nm处有最大的灵敏度。因此，一个光源或物体表面的亮度反应不是个简单的光线从物象到达眼睛强度的功能反应，而是其波长问题。例如，当视锥起作用的时候，黄光（或从一个黄色的物体反射）将出现比强度相等的红色光更加明亮。

图3.1的光的波长，可见人类可见光只是电磁辐射谱的一小部分。（此图不属于本章节）

图3.11人眼视锥细胞核视杆细胞对不同波长的敏感性，所以某些时候亮度不是重点，清晰度才是重点。

在视锥细胞和视杆之间的波长峰值敏感差异可以被低亮度所导致的颜色明显变化。读者可以通过坐在黄昏下的花园来验证黄昏的花朵显现变得夸张明显的蓝色。这是因为视杆对短波长比视锥更敏感。

识别颜色或有能力检测不同波长光的差异，仅是视锥的功能。正常拥有三种不同类型的视网膜视锥细胞的人是可以有这样的功能：对应长，中，短波长，通常被称为“红”，“绿”和“蓝”三种视锥细胞，分别为（图3.12）。

图3.12对应人眼三种视锥细胞的不同波长（S =短[蓝]，M =中[绿色]，L=长[红色]波长，R =视杆）

三种视锥细胞的反应是分开通过视觉系统并行发送的。

大脑对波长差异性的最终处理是通过三种独立的色彩系统作相对比较的。

因此，例如，波长为625 nm的光线在在中长波的视锥中启动频率响应后，最终产生一种感觉，人类通常称之为“黄色”。而感觉“白色”时三种视锥细胞响应基本一致。

但是人类只有一个类型的视杆细胞，因此在暗环境下识别波长或感知颜色是不可能的。

章节2到9被我吐掉了，有时间再吃回来，HOHO

视光后学

顶一下，漫漫看

兔兔

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