什么是数字图像

什么是图像？

• 图像是二维或三维景物呈现在人们眼中的影像。例如人眼所见景物，照片，电视电影等。

• 更确切地说，图像是用各种观测系统以不同形式和手段观测客观世界而获得的，可以直接或间接作用于人眼并进而产生视知觉的实体 。

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物理图像与数字图像

• 客观世界中，以自然形式呈现出的图像通常称作物理图像（也叫做连续图像，图像信号值是连续变化的）。

• 计算机并不能直接处理物理图像~！因为计算机只认识离散数字，所以一幅图像在用计算机处理前必须转化为数字形式，即数字图像 。

数字图像的定义

• 数字图像是指物理图像的连续信号值被离散化后，由被称作像素的小块区域组成的二维矩阵。

• 将物理图像行列划分后，每个小块区域称为像素（Pixel）。每个像素包括两个属性：位置和色彩（或亮度）。

物理图像及其对应的数字图像

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灰度图像

• 灰度图像（亦称单色图像），每个像素的亮度用一个整数来表示，通常数值范围在0到255之间，0表示纯黑、255表示纯白，而其它表示灰色。

  

灰度图像实例

彩色图像

• 彩色图像可以用“红、绿、蓝”三元组（三基色）的二维矩阵来表示。

• 通常，三元组的每个数值也是在0到255之间，0表示相应的基色在该像素中没有，而255则代表相应的基色在该像素中取得最大值。

彩色图像实例

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图像的离散化

• 由一幅物理图像（信号值连续）获取一幅满足需求的数字图像的离散化过程称为图像数字化。这里涉及到两个重要的概念：采样与量化。

采样——位置离散化

• 物理图像在空间位置上连续点的离散化被称为图像采样，采样确定水平和垂直方向上的像素个数I、J。

• 上图：I = 20，J = 14
• 水平方向采样20 个点， 垂直方向采样14个点

分辨率：单位长度上采样的像素个数，DPI(dot/inch)。

采样越密、分辨率越高、图像越清晰、存储量也越大~！

• 16*11采样
  

• 33*22采样
  

• 66*45采样
  

• 265*180采样
  

量化——色彩/亮度离散化

• 量化是图像在采样后，将图像色彩/亮度浓淡的连续变化值离散化为整数值的过程。

• 黑白图： 用一个二进制位1和0表示纯白、纯黑两种情况。

• 灰度图： 亮度的量化级为256。
• 真彩图： R、G、B三种基色量化级均为256。

量化级越高、色彩越丰富、存储量也越大~！

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图像与图形的区别