视觉基础2：典型图像处理流程的非专业描述——从相机到计算机显示屏

起初，人们利用光线引起底片上的化学变化记录影像，感光元件是胶片。现代数码相机采用电子感测器（图像传感器、核心成像部件，分为CCD和CMOS两种）将光学影像转换为电子信号，该数据被传送到微处理器，经算法编码，储存在相机内部的数码存储设备。

光学影像转换为电信号的过程主要由CCD或CMOS完成。CCD：电荷耦合器件，Charge Coupled Device；CMOS：互补金属氧化物半导体，Complementary Metal Oxide Semiconductor。CCD和CMOS应用广泛，图像传感器是在视觉方面的具体应用。感光元件本身只能捕捉亮度信息，要采集彩色屠屏则要借助拜尔滤镜。

从感光元件中输出的电信号要输出到显示屏，一般需经过以下几个步骤：

第1步：信号放大。感光元件的输入是光信号，输出是电信号。原理上下一步便要进行A/D转换，但是感光元件输出的电信号太过微弱，无法直接进行AD转换，所以首先用放大器进行放大处理。这些放大器内置于感光元件中。

第2步：A/D转换。由专门AD转换芯片完成。其输入是经过放大后的电信号，输出是二进制数字图像矩阵。CMOS芯片的内部直接整合了AD转换芯片。

第3步：中央处理器。实际上即DSP芯片，内部有一个存放程序代码的小Flash。主要任务是用指令将上一步接收到的数字信息整合成完整的图像，包括绘制图像传感器数据、分配每个像素的颜色和灰度。当然，中央处理器也完成诸如开机自检、错误处理、对环境的光线强度做出判断、调节感光二极管 放大器的放大率、用不用闪光灯、采用何种快门速度和光圈等基本功能。对于不同厂商，这些处理指令不尽相同。

第4步：图像处理器计算出每一个像素点的颜色，把它们按照一定的时钟周期进行排列，组成完整的图像。在某些场合还要对图像进行一定格式的压缩，使图像的容量更小。图象处理器实质上也是一块可编程的DSP处理器。

第5步：将图片存储到相机的外设存储器中。

第6步：计算机将相机存储卡里特定格式的图片解压缩、解码，转换为纯矩阵信息，加载到内存里。

第7步：CPU将数据调度到北桥，再送到GPU；

第8步：将GPU中Video Chipset(显卡芯片组)处理完的数据送到显存；

第9步：从显存读取数据，送到RAM DAC，进行DA转换。

第10步：将转换器输出的模拟信号送到显示屏。