我们人看世界是丰富多彩的,那么人眼形成这样一个视觉的原理和数码相机是非常接近的。因为我们的视网膜上面有感光细胞。一个眼睛的视网膜上的感光细胞有多少呢?大概两种类型的感光细胞,一种叫视杆细胞,一种叫视锥细胞。视杆细胞大概有1亿到1亿万个,视锥细胞大概有万到万个。那么我们成像以后就相当于是数码相机上的这样一个像素点,就成了一个像。
我们在用数码相机,拍摄或存储照片的时候,会用到两种基本的格式,一种格式叫BMP格式,这个就是说数码相机上的每一个像素点都把这样一个信号给记录下来,那么这样一个文件的格式是非常大的。但是我们在存储和传输文件的时候,我们一般都不用bMP格式,常用的是jpg格式,就是对图像进行了一定的压缩。图像像素点越高,它的清晰度就高,失真率就很低。但是我们在传输图像的时候,我们又希望这个图像的格式或者它占用的存储容量,要尽可能的小,这时候我就要找到一个平衡点,也就是说它的失真度最小,它的存储容量也最小,所以我们现在都知道我们在进行图片存储和传输的时候都用到了一个图片的压缩技术。
大家要知道这个压缩技术是怎么来的呢?就是人类对视觉的一个探索,在上个世纪的70年代末的时候,美国麻省理工大学有一个很著名的教授叫马尔,当时就反思人类对视觉的研究,但是我们当时在上个世纪70年代的时候,我们人类对视觉的研究已经研究得很好了,比如说我们眼睛的结构、折光系统、感光系统、感光换能机制以及我们的视觉传导路,最后把这个信息传到我们的视皮层,最后形成视觉上的一个感知,那么这个研究已经研究得很好了。
但是马尔反思提出来一个问题,你这个视觉到底是怎么样的?如果我们这个感光细胞像数码相机的那个像素点一样的,成了一个像,而且我们眼睛还不是一个照相机,我们眼睛是一个摄像机,我们看到是一个动态的过程,那么这样一个信息,如果每个像素点都把这个信息记下来的话,那再把这个信息通过视神经传到视觉传导路,传到我们的大脑皮层的这个整页的视皮层,马尔当时做了一个推算,这个时候把所有的信息都要传上去,这个时候视神经要多大呢,大概要像一棵树那么粗。但是我们的视神经实际多少呢?大概就不到一个毫米,也就是说在我们眼睛视网膜这个地方,我们对大量的信息进行了充分的处理,我们是把最重要的信息通过我们的视神经传到我们的大脑皮层传到我们的视皮层,那么马尔就认为在这个地方存在着一个视觉计算理论。在这个理论上有一个算法,它是把最重要的信息进行了处理,然后传到了我们大脑皮层,形成了我们对外界事物的视觉。
到现在我们不知道我们人眼到底是用了一个什么样的理论,在这个理论下我们用的是什么样的一个算法。虽然我们不知道,但正是基于他对视觉的这样一种生理心理的研究,我们最后在计算机的图像处理上,我们知道可以采用一定的算法去把图像进行压缩,找到他失真最小,而存储量也最小的这样一个平衡点,就形成了我们现在的图像压缩技术。
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