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图像是对自然世界的一种客观反映。人们对图像最直观的理解是人眼所见或照相机所拍的图像。视频是由一系列与时间、空间相关的图像信息构成的集合。根据视觉暂留原理，人眼有一个动态视觉阈值，当图像之间进行连续切换的时间间隔小于这个阈值时，人眼观察到的是连续的视频。因此，视频比图像多了一个时间维度。目前，人们对图像或视频的理解一般都限定在可见光谱上。然而，在可见光谱外的图像已经被广泛应用。例如，工作在红外谱段的用于夜间监视的照相机，工作在红外谱段和电磁谱段之间频率的太赫兹成像，以及在电磁谱段之外的医学成像应用，包括磁共振（MR）、计算机断层扫描（CT）、超声等。
理论上，图像可以用函数表示。函数值对应图像中像素点的亮度，也可以表示其他物理量，如与观察点的距离、颜色等，不同的函数值对应不同的图像类型。在图像中包含与观察点的距离信息的图像即深度图像，它将图像采集器到场景中各观察点的距离（深度）作为像素值。常见的获取深度图像的图像采集器有红外结构光相机、激光雷达、多目摄像头。RGB图像不包含与观察点的距离信息，它用红、绿、蓝（ R 、 G 、 B ）3个颜色通道来表示每个像素点的函数值，即形成了人眼能够识别的颜色图像。当 R 、 G 、 B 的值相等时，即 R = G = B ，图像变为灰度图像。常用的RGB图像格式有GIF、PNG、BMP、JPG等，其中，PNG、BMP、JPG图像都是静态的，而GIF图像既可以是静态的，又可以是动态的。常用的视频格式有AVI、MP4、RMVB，它们都是非实时的视频格式，而H.264是实时的视频格式。下面将介绍常见的图像格式和视频格式。