일반적인 영상이란 가시광선 센싱하여 자연 세계의 광학 현상을 2차원 이상의 데이터로 표현하는 것이다.
더 넓은 의미로 영상은 가시광선 영역 외의 범위를 센싱하거나 컴퓨터 그래픽을 이용하여 생성한것으로 생각할 수 있다. X-ray영상은 가시광선보다 높은 주파수 스펙트럼 영역을 센싱하여 얻은 영상으로, 대표적으로 의료 영상에 사용되고 있으며 적외선 영상은 적외선 셍서를 이용하여 가시광선보다 낮은 주파수 영역을 센싱한 것이다.
영상은 2D 데이터로 한정되지 않고 3D 데이터와 같은 다차원 영상으로 확장할 수 있다. 예를 들어, 물체의 모양 정보를 획득하여 3차원 공간에서 표현하는 홀로그램 영상이 있다. 실세계의 자연 현상을 영상으로 저장하는 것을 이해하기 위해서는 먼저 실세계의 장면 정보가 인간의 눈으로 투영되는 과정 원리를 이해해야 한다.
카메라로 영상을 취득할 경우에 카메라 내의 영상 센서가 망막을 대신한다고 볼 수 있다. 광원에서 발산된 빛은 직접 눈으로 향하는 경우 (la), 다양한 물체로 향하는 경우 (lb,lc)를 비롯하여 전방으로 발산된다. 인간은 눈으로 직접 들어 오는 광원을 주변 밝기로 인지하는데 이에 반면, 물체로 입사된빛은 주파수에 따른 광학적 특성에 다라 물체에 흡수되거나 표면에 반사된 빛으로 분해된다. 이때 반사된 빛 중 일부 [R'(lb)]가 망막에 투영된다. 투영된 빛이 망막에 맺히면 망막 내의 시세포를 통해 뇌로 전달되어 인간이 인지하는 영상으로 형성된다.
인식
인간이 인지하는 시각이란, 3차원 공간에 존재하는 빛이 눈으로 입력되어 뇌가 인지하는 모든 과정을 말하는데, 이 과정에서 감각단계, 선택 단계, 지각 단계로 좀 더 자세히 나눌 수 있다. 감각 단계는 외부의 빛이 눈의 렌즈를 통하여 망막의 신경세포에서 전기적 신호로 변환되고 신경계를 통하여 뇌로 보내지는 단계이며, 선택 단계는 보고자 하는 대상을 분리하는 과정이다. 지각 단계는 기억 데이터를 근거로 대상을 이해하여 지각하는 과정을 말한다. 선택단계와 지각 단계는 모두 뇌에서 일어나는 것으로, 인지 과정으로 볼 수 있다.
디지털 영상처리도 인간의 세 감각,선택,지각 단계로 영상 정보를 획득하는 것과 유사하다. 디지털 영상을 획득하고 포맷에 맞게 저장한 뒤 입력 영상을 간단 히 처리하는 과정을 저수준 영상처리라 한다. 이것은 인간의 감각 단계와 유사하며, 중간 수준 영상처리는 선택 단계와 유사한 일을 수행한다. 영상 분할, 심볼 매핑과 같이 특별한 목적에 따라 영상을 분할 및 분류하는 단계를 포함한다. 마지막으로 고수준 영상처리 단계는 영상을 해석하고 인지하는 기술이며 이 단계는 영상 처리와 인공지능이 연결되는 과정으로 고려되기도 한다.
