视觉基础3：像素

对于相机的感光元件来说，一个光敏元件对应一个像素。每个光敏元件采集到的现实影像对应到数字图像上就是矩阵的一个元素。

图片的清晰度与像素密度成正比。

1. 像素的单位

1）、DPI：点每英寸，指的是输出分辨率，针对输出设备而言。例如，分辨率为1200DPI的图像扫描仪是指：该扫描仪的图像输入精度为每英寸可采集1200个点。

            计算机监视器的分辨率大约为72dpi，打印机的分辨率从150到1440dpi(对于高分辨率模式），但扫描仪的分辨率是300dpi或更高，一般激光打印机的输出分辨率是300DPI-600DPI，印刷的照排机达到1200DPI-2400DPI，常见的冲印一般在150DPI到300DPI之间。

2）、LPI： 线每英寸，指印刷品每英寸加有多少网线。

                 报纸的分辨率是60lpi，杂志的分辨率是133-175lpi。高质量印刷的材料可能超过200lpi。

3）、PPI：水平或垂直方向上图像每英寸的像素数。

2. 像素与图片类型

用像素点描述的图像称为位图，或点阵图、光栅图像、像素图形、网格图。位图色彩丰富，表现逼真。*.bmp、*.pcx、*.gif、*.jpg、*.tif、*.png和 *.psd都是位图格式。通过数码相机拍摄、扫描仪扫描或位图软件输出的图像都是位图。

与位图相对的是矢量图，矢量图用线段和曲线描述图像，图像包含了色彩和位置信息。由于矢量图色彩单一、无法表现逼真的实物，因而常常用来表示标识、图标、Logo等简单直接的图像。*.AI、*.EPS、 *.dwg和*.cdr都是矢量图格式。

注意：矢量图可轻易转换为位图，位图转换为矢量图则要麻烦很多而且容易失真。

3. 像素是什么形状

像素是什么形状好像不是什么重要的问题。只是刚好遇到了这个问题。。。。

以下是几种显示设备的像素形状，来自维基百科。

从现有的讨论和研究来看，像素块可以是正方形、圆形、矩形、六边形，但是，之所以我认为像素形状对于图像处理来说不重要，是因为从宏观角度已经看不出来像素的形状。不管什么形状的像素，只要能够有效组成视觉上的真实感而且不对图像处理过程造成实质上的影像，就是有效的表示。而且像素的形状是成现在显示器上的，与图像处理的过程无关。

有骗有意思的文章是讨论这个的：https://files.cnblogs.com/files/wuyefeima/ApixelisnotaLittleSquare.pdf

4. 像素的特性

1）、独立性

一副图片的各个像素自成一体，相互之间没有关系。

2）、数量不变性

图片的像素总数不会改变。

3）、排列固定性

如果随意更改图片中的某个像素的位置，整个图片会遭到破坏，因而不能随意改变像素的排列。

5. 像素的位深（像素深度、颜色深度）

指RGB三原色的比特数，用来度量显示或打印像素的颜色信息数。例如，二值图像的像素位深为2，灰度图像素位深为8，RGB图像素位深为24（这种图像也称为‘真彩色’）。

6. 像素的值

以灰度图为例。笛卡尔坐标系描述中，像素大小由以坐标元素为自变量的函数f(x,y)表示，理论上自变量x和y的范围由坐标原点和图像本身的大小确定，f(x,y)的取值范围是[0, 255]。f(x,y)的每个值实际对应着一个亮度，个人理解该亮度由感光元件的输出电压大小确定，因而相同值表达的亮度是否相同取决于感光元件。

7. 不同像素间的关系

1）、邻域

从坐标系的角度理解。某个像素的四邻域是指横坐标、纵坐标至少有一个与该像素相同的相邻像素组成的区域，八像素则指与该像素相邻的所有像素组成的区域。

2）、通路

3）、距离