Квантування зображень в зоровій системі

Інтуїтивно ясно, що кількість інформації про об'єкти зовнішнього світу, яке може бути передано в мозок через зорову систему за певний час залежить від контрастної чутливості та роздільної здатності зору, а також від того, що може бути названо тимчасової роздільною здатністю. Фізіологічна оптика почала вивчати ці властивості зору задовго до того, як саме поняття про кількість інформації набуло цілком певний сенс, а закономірності передачі інформації стали предметом точної науки.
До тих пір поки не потрібно враховувати квантової природи світла і молекулярної будови речовини, яскравість об'єктів можна вважати безперервною функцією координат і часу. Однак зображення об'єктів, які передаються зоровою системою в мозок, вже не є безперервними. Вони дискретні, незважаючи на гадану безперервність зображенні і злитість рухів при зоровому сприйнятті.
Насамперед обмежене число помітних градацій яскравості. Далі, зображення складаються з кінцевого набору дискретних елементів, усередині яких зміни яскравості не можуть бути розрізнені. Нарешті, зорове сприйняття дискретно і в часі: око не розрізняє змін, що відбуваються за дуже короткий час. Кіно та телебачення зобов'язані своїм існуванням саме «тимчасової» дискретності зору.
Зорова система як би квантует спочатку безперервні зображення, передає їх дискретними посилками.
Дискретність, яку вносить зорова система в зображення об'єктів зовнішнього світу, обмежує наші відомості про цих об'єктах. Щоб подолати ці обмеження, доводиться вдаватися, наприклад, до фотометру, мікроскопу і прискореної зйомки. Разом з тим квантування зображень виявляється виключно доцільним. Завдяки існуванню порогів розрізнення яскравості, дозволу деталей зображення і дозволу змін зображення в часі зменшується шкідливий вплив випадкових перешкод - квантових флуктуацій світлового потоку, темновых шумів сітківки, шумів в нервових каналах зорової системи.
Квантування зображень в зоровій системі буде вивчено в цій главі саме у зв'язку із завданням виділення корисних світлових сигналів перешкод. Представлення про дискретну структуру зорової системи і квантуванні зображень лежать в основі подальшого дослідження процесів передачі інформації по зоровому каналу зв'язку.