图像数字化,图形图像的数字化表示 是什么意思

图形数字化一般用数字化仪进行。依据数字化仪结构和工作方式的不同，数字化形式也各不同。如采用手扶跟踪数字化仪作业，则有点方式、线方式（时间增量或坐标增量方式）和栅格方式（按设定的格网形式记录其交叉点的坐标值）等。还可用人工读点方式进行，一般多用于以格网为基础的数字地形模型的建立，把读出的数据用键盘输入，记录在磁盘或磁带上。若采用扫描数字化仪，如摄像机扫描或激光扫描，则是一种逐点、逐行连续进行的面积方式数字化，对于复杂的图形，其速度快，但点、线间关系的处理则较复杂。

2.2.2 图像数字化过程 要在计算机中处理图像，必须先把真实的图像（照片、画报、图书、图纸等）通过数字化转变成计算机能够接受的显示和存储格式，然后再用计算机进行分析处理。图像的数字化过程主要分采样、量化与编码三个步骤。1．采样
采样的实质就是要用多少点来描述一幅图像，采样结果质量的高低就是用前面所说的图像分辨率来衡量。简单来讲，对二维空间上连续的图像在水平和垂直方向上等间距地分割成矩形网状结构，所形成的微小方格称为像素点。一副图像就被采样成有限个像素点构成的集合。例如：一副640*480分辨率的图像，表示这幅图像是由640*480＝307200个像素点组成。
如图2-2-15所示，左图是要采样的物体，右图是采样后的图像，每个小格即为一个像素点。采样频率是指一秒钟内采样的次数，它反映了采样点之间的间隔大小。采样频率越高，得到的图像样本越逼真，图像的质量越高，但要求的存储量也越大。
在进行采样时，采样点间隔大小的选取很重要，它决定了采样后的图像能真实地反映原图像的程度。一般来说，原图像中的画面越复杂，色彩越丰富，则采样间隔应越小。由于二维图像的采样是一维的推广，根据信号的采样定理，要从取样样本中精确地复原图像，可得到图像采样的奈奎斯特（Nyquist）定理：图像采样的频率必须大于或等于源图像最高频率分量的两倍。2．量化
量化是指要使用多大范围的数值来表示图像采样之后的每一个点。量化的结果是图像能够容纳的颜色总数，它反映了采样的质量。
例如：如果以4位存储一个点，就表示图像只能有16种颜色；若采用16位存储一个点，则有216＝65536种颜色。所以，量化位数越来越大，表示图像可以拥有更多的颜色，自然可以产生更为细致的图像效果。但是，也会占用更大的存储空间。两者的基本问题都是视觉效果和存储空间的取舍。
假设有一幅黑白灰度的照片，因为它在水平于垂直方向上的灰度变化都是连续的，都可认为有无数个像素，而且任一点上灰度的取值都是从黑到白可以有无限个可能值。通过沿水平和垂直方向的等间隔采样可将这幅模拟图像分解为近似的有限个像素，每个像素的取值代表该像素的灰度（亮度）。对灰度进行量化，使其取值变为有限个可能值。
经过这样采样和量化得到的一幅空间上表现为离散分布的有限个像素，灰度取值上表现为有限个离散的可能值的图像称为数字图像。只要水平和垂直方向采样点数足够多，量化比特数足够大，数字图像的质量就比原始模拟图像毫不逊色。
在量化时所确定的离散取值个数称为量化级数。为表示量化的色彩值（或亮度值）所需的二进制位数称为量化字长，一般可用8位、16位、24位或更高的量化字长来表示图像的颜色；量化字长越大，则越能真实第反映原有的图像的颜色，但得到的数字图像的容量也越大。
例如：图2-2-16，沿线段AB（左图）的连续图像灰度值的曲线（右图），取白色值最大，黑色值最小。 先采样：沿线段AB等间隔进行采样，取样值在灰度值上是连续分布的，如图2-2-17左图；
再量化：连续的灰度值再进行数字化（8个级别的灰度级标尺），如图2-2-17右图。 3．压缩编码数字化后得到的图像数据量十分巨大，必须采用编码技术来压缩其信息量。在一定意义上讲，编码压缩技术是实现图像传输与储存的关键。
目前已有许多成熟的编码算法应用于图像压缩。常见的有图像的预测编码、变换编码、分形编码、小波变换图像压缩编码等。
当需要对所传输或存储的图像信息进行高比率压缩时，必须采取复杂的图像编码技术。但是，如果没有一个共同的标准做基础，不同系统间不能兼容，除非每一编码方法的各个细节完全相同，否则各系统间的连接十分困难。
为了使图像压缩标准化，20世纪90年代后，国际电信联盟(ITU)、国际标准化组织ISO和国际电工委员会IEC今年来已经制定并继续制定一系列静止和活动图像编码的国际标准，现已批准的标准主要有JPEG标准、MPEG标准、H.261等。这些标准和建议是在相应领域工作的各国专家合作研究的成果和经验的总结。这些国际标准的出现也使图像编码尤其使视频图像编码压缩技术得到了飞速发展。目前，按照这些标准做的硬件、软件产品和专用集成电路已经在市场上大量涌现（如图像扫描仪、数码相机、数码摄录像机等），这对现代图像通信的迅速发展和开拓图像编码新的应用领域发挥了重要作用。

模拟图像：空间上连续/不分割、信号值不分等级的图像。数字图像：空间上被分割成离散像素，信号值分为有限个等级、用数码0和1表示的图像。 图像数字化必须以图像的电子化作为基础，把模拟图像转变成电子信号，随后才将其转换成数字图像信号。将图像信息采集技术，运用的主要方法是扫描技术，该技术已非常成熟。另外的方法是直接运用数字摄影技术。 扩展资料 数字图像处理技术一般有三个层次：图像处理、图像分析以及图像识别理解。 1、图像处理，对输入图像进行变换，改善图像的视觉效果或增强某些特定信息，是从图像到图像的处理过程。这类处理技术有去燥、增强、锐化、色彩处理、复原等。 2、图像分析，通过对图像相关目标、内容进行检测和计算，获取某些客观信息，从而建立对图像的描述，以便对图像内容进行识别辨识。图像分析是从图像到非图像（数据或字符）的处理过程，这类的处理技术包括图像分割、图像描述和分析等。 3、图像识别理解，根据从图像中提取出的数据，利用模式识别的方法和理论，理解图像内容。 参考资料来源：百度百科-数字图像处理系统 参考资料来源：百度百科-图像数字化

通过应用这些软件所产生的图像被分成为两大类，即矢量图形和位图图像。

矢量图形经常用于线段绘图，标识语句作图和任何需要平滑过渡边缘清晰的图像。矢量图形的一个优点就是它们能够被任意放大、缩小而不损失细节和清晰度，也不会扭曲。

位图图像通常是图片或照片一类的图像，如用扫描仪得到的图像。位图图像利用扫描仪中的软件将图片的信息「映像」到虚拟的图形栅格中对应的空间，彩色像素填充每一个小格中，由此组成整个图像。与矢量图形不同的是，如果没有非常好的图像质量，位图图像是不能被任意放大的。当图像扩大时，像素栅格尺寸也相应增加，清晰度就下降了。因此为了获得足够的图像细节，选择扫描位图图像的尺寸很重要。位图图像文件通常要比矢量图形文件大得多，因为再生图像时需要更多的信息。

用来描述图形图像文件的格式有许多，其中两个应用最广的是TIFF（Tagged Image File Format）格式和EPS（Ecapsulated Postscript）格式。TIFF是常用的位图图像格式，而矢量图形则类似于EPS文件。不同类型的图形图像文件能够被组合在一起，以一种通用的文件格式来设计和排版。

在设计排版完成以后，所有的图素都被集中在一个文件中，这个文件可包含存储于不同文件格式中的矢量图形和位图图像。这个文件可转换为输出设备所要求的光栅图形格式文件（一种位图形式）。输出设备中光栅的大小是固定的，它取决于输出设备的分辨率。此时文件中的所有图素，无论原来是什么格式，都将被位图化以便输出设备能够再现图像。

需要了解的术语

矢量图形——一种可以任意缩放但不损失细节的图形文件。

位图图像——一种以像素或点的格式进行存储的图像文件。

光栅图像处理器——是一种软硬件合一的设备，能将图形文件转换成输出所需的一系列点的数据。

分辨率——也称解像度，单位长度上像素的数量，常用单位是dpi（像素点／英寸）。

包括3个步骤：采样、量化、压缩编码 1、采样：采样的实质就是要用多少点来描述一幅图像，采样结果质量的高低就是用前面所说的图像分辨率来衡量。简单来讲，对二维空间上连续的图像在水平和垂直方向上等间距地分割成矩形网状结构，所形成的微小方格称为像素点。一副图像就被采样成有限个像素点构成的集合。 2、量化：量化是指要使用多大范围的数值来表示图像采样之后的每一个点。量化的结果是图像能够容纳的颜色总数，它反映了采样的质量。 3、压缩编码：数字化后得到的图像数据量十分巨大，必须采用编码技术来压缩其信息量。在一定意义上讲，编码压缩技术是实现图像传输与储存的关键。 扩展资料： 图像数字化的对象和意义： 图像数字化的对象： 1、模拟图像：空间上连续/不分割、信号值不分等级的图像。 2、数字图像：空间上被分割成离散像素，信号值分为有限个等级、用数码0和1表示的图像。 图像数字化的意义： 图像数字化是将模拟图像转换为数字图像。图像数字化是进行数字图像处理的前提。图像数字化必须以图像的电子化作为基础，把模拟图像转变成电子信号，随后才将其转换成数字图像信号。 参考资料来源： 百度百科--图像数字化