视觉信息处理技术

川泽

简介
人的感觉器官中接受信息最多的是视觉器官（眼睛）。在生产和生活中，人们需要越来越多地利用丰富的视觉信息。

显示技术的任务是根据人的心理和生理特点，采用适当的方法改变光的强弱、光的波长（即颜色）和光的其他特征，组成不同形式的视觉信息。视觉信息的表现形式一般为字符、图形和图像。


发展简况
阴极射线管
1897年德国K.F.布劳恩发明阴极射线管，用于测量仪器上显示快速变化的电信号。第二次世界大战期间，又被用来显示雷达信号。

电视技术
战后，电视技术的发展成为显示技术发展的重要基础。50年代初期，电子束管开始用于计算机的输出显示。50年代初期制成电致发光显示器件，探索交直流粉末型和交、直流薄膜等显示技术，并逐步提高了亮度和发光效率。

液晶显示
60年代制成液晶显示器件。这一时期还出现了等离子体显示和发光二极管显示，并对电致变色显示和电泳显示等进行了研究。激光器出现以后，激光在显示上的应用受到重视，产生了全息显示。为了军事指挥中心的需要，研制出多种大屏幕显示设备。70年代初期，微型计算机的出现和大规模集成电路技术的发展，使显示设备的处理部件得到重大改进。显示软件也得到相应的发展。因此，以电子束管为基础的图形、图像、彩色显示设备的应用进入一个新的发展时期。

性能指标
从人的生理上和心理上有效地接受变换的视觉信息的要求称为视觉感受因素

光度学参数 如光强、光通量、照度、亮度和灰度等测量显示器件重要指标的一些参数

非光度学视觉参数 如清晰度、视觉敏锐度、彩色、分辨率和闪烁率等主要从视觉感受的有效性来考虑的一些参数

显示器件
不同的显示器件依据的是不同的物理原理。任何电子显示方法都是改变光的某些特性。有源显示器件是器件自身发光；无源显示器件是靠外部光源的照射而实现显示。还有一些显示方法是利用光的折射、衍射或偏振来实现的。

电子束管显示器件是由真空中的电子束轰击荧光粉而发光。不同的荧光粉具有不同的颜色和余辉。矩阵控制的平板型显示器件有电致发光显示、等离子体显示、发光二极管显示和液晶显示等。这些显示器件都是在电场的激励下实现显示的。为了变换快速灵活，要求显示器件的响应速度高、驱动功率小、具有可擦除特性；为了增强人们接受视觉信息的有效性，要求显示器件具有彩色显示功能。

显示设备
显示设备由显示器件和有关电路组成，按所用显示器件的不同，可以分为电子束管显示设备、平板型显示设备和投射型显示设备。显示处理器是构成显示设备的一个重要部件，其功能是缓冲、定时、控制和坐标变换,数据的插入和删去,图像的更改、旋转、变换以及其他各种数据的控制。显示处理器包括刷新存储器，其容量可以容纳一幅或多幅数字式数据，以适合视觉要求。显示设备中的输入装置，如键盘、光笔、图形板、轨迹球和操纵杆等，都是人-机结合的手段,用以加强显示设备的功能。

激光是一种能量高度集中、单色性很强的相干光源，具有几种不同的颜色，在显示应用上受到人们重视。在军事上和娱乐场所，利用全息原理能形成立体影像的全息显示。但是，激光显示的实际应用受到光强和效率的一定限制。


涉及显示设备实用要求的参数 如准确度、精度、线性度、重复度、图像漂移、抖动、噪声、观察距离、观察角和符号尺寸等。这些参数往往相互关联。

显示软件
在计算机控制的显示设备中，显示软件是一个重要组成部分，是在计算机系统软件的基础上编制而成的。交互式显示设备的交互能力由图形软件实现。交互式图形显示软件一般由基本图形软件、专用图形软件和应用软件三部分组成。在显示系统的某些应用中，需要应用三维旋转技术。三维旋转、放大和截剖面技术在医疗、建筑设计和机械设计显示的应用中十分有用，是显示软件的一个复杂问题。


显示系统
按照不同的应用，由一种或多种、一台或多台显示设备组成的提供视觉信息的电子系统。它接受来自不同电子设备或系统的信号。显示系统一般需要配备适当的输入装置和必要的记录设备，以便实现人－机联系和供事后查用。

电子束管显示器件在显示技术中虽仍居主要地位，但各种板型或壁式显示器件（即矩阵显示）的优越性很大，将得到迅速发展。投影显示技术有被扁平式大屏幕显示取代的趋势。显示软件在智能化显示设备中十分重要。图形语言的标准化，对计算机显示的广泛应用有巨大影响，因此受到极大重视。计算机显示技术的发展将推动显示软件的发展。