线性模型的优点是,可以利用傅立叶变换技术进行分析,此时只要知道MTF,就可以确定任何输入激励的系统响应。但是,对于HVS而言,线性模型是不够的,线性模型忽略了系统中的、重要的非线性因素。例如,光线刺激感光器会引起感光器细胞膜存电位差,该电位差会调制神经脉冲的频率。目前已经确定,该脉冲频率是光强度(light intensity)的对数函数(韦伯-费希纳定律)。这种对数函数可以近似HVS的非线性。但是,一些实验结果表明,信号在高频的空间频率时会出现非线性失真的现象,但是在低频空间频率却不会发生信号的非线性失真。