数字图像处理基本概念

采样：模拟信号是连续的，这就意味着一段时间 $T$ 的模拟波由无数个点组成，如果要用计算机表示就要把这无数个点存储下来，这显然是

不可能的而且是没有必要的。那么我们可以用隔一段记录一个点的方式存储这段模拟波，存储下来的点就是对这段模拟波的采样。

采样规则：根据香农（奈奎斯特）定理，采样信号(离散的)的频率一定要大于被采样信号(连续信号)最高频率的 $2$ 倍。

量化：计算机是二级制，表示浮点类型很费劲的。为了方便计算，我们把取样后的数据近似定量到一个 $2^{n}$ 等分（只讨论均匀量化）的值。

灰度图像：灰度数字图像是每个像素只有一个采样颜色的图像，灰度值表示亮度或明暗情况，值越大，表示越明亮，则颜色越浅，一般用 $0-255$

共 $256$ 个等级来表示。这个采样颜色可以是任何颜色，如果是红色，那么灰度图像就只有红色的明暗变化。但一般灰度图像都是指没有彩色的

图像，即黑白图，等级 $0$ 即亮度为 $0$，所以表示黑色，等级 $255$ 即亮度极强，于是表示白色。

灰度图像数字化：对连续图像的坐标值进行采样，幅值进行量化，具体来说，就是把一幅图画分割成如下图所示的一个个小区域（像素或像元），

并将各小区域灰度用整数来表示，形成一幅数字图像，小区域的位置和灰度就是像素的属性。数字化方式可分为均匀采样、量化和非均匀采样、

量化。所谓“均匀”,指的是采样、量化为等间隔。图像数字化一般采用均匀采样和均匀量化方式。

      

彩色图像存储：对于彩色图像而言，可以将图像色彩作为三原色的合成，分别为：红、绿、蓝，也就是大家常听到的 $RGB$。因为灰度图像的采

样颜色可以是任何颜色，当然也就可以是 $R$ 或 $G$ 或 $B$。将 $RGB$ 三原色分别分为 $256$ 个等级，相互进行组合，就能形成多种多样的色彩。

对于灰度图，那么图像就是单通道的，图像中的每个像素只需要一个矩阵元素来保存，一般就是 $0-255$ 的值。保存灰度图的矩阵形如：

       

类比于灰度图，彩色图是多通道的，每个像素点就分别有 $R,G,B$ 三个通道的等级信息，组合起来，就可以表达多种色彩，各个像素再按矩阵排列，

就可以表示一张彩色照片了。保存 $RGB$ 图像的矩阵形如：

        

所以灰度图像的像素或位深为 $8$，彩色图像的像素或位深为 $24$。

图像分辨率：水平像素数×垂直像素数，即图像的像素总数。