数字化图像
数字图像处理是通过计算机对图像进行去除噪声、增强、复原、分割、提取特征等处理的方法和技术。在计算机中，按照颜色和灰度的多少可以将图像争为二值图像、灰度图像、索引图像和真彩色RGB图像四种基本类型。目前，大多数图像处理软件都支持这四种类型的图像。
图像的基本类型
(1) 二值图像
一幅二值图像的二维矩阵仅由0、1两个值构成，“0”代表黑色，“1”代白色。由于每一像素（矩阵中每一元素）取值仅有0、1两种可能，所以计算机中二值图像的数据类型通常为1个二进制位。二值图像通常用于文字、线条图的扫描识别（OCR）和掩膜图像的存储。
(2) 灰度图像
灰度图像矩阵元素的取值范围通常为[0，255]。因此其数据类型一般为8位无符号整数的（int8），这就是人们经常提到的256灰度图像。“0”表示纯黑色，“255”表示纯白色，中间的数字从小到大表示由黑到白的过渡色。在某些软件中，灰度图像也可以用双精度数据类型（double）表示，像素的值域为[0，1]，0代表黑色，1代表白色，0到1之间的小数表示不同的灰度等级。二值图像可以看成是灰度图像的一个特例。
(3) 索引图像
索引图像的文件结构比较复杂，除了存放图像的二维矩阵外，还包括一个称之为颜色索引矩阵MAP的二维数组。MAP的大小由存放图像的矩阵元素值域决定，如矩阵元素值域为[0，255]，则MAP矩阵的大小为256Ⅹ3，用MAP=[RGB]表示。MAP中每一行的三个元素分别指定该行对应颜色的红、绿、蓝单色值，MAP中每一行对应图像矩阵像素的一个灰度值，如某一像素的灰度值为64，则该像素就与MAP中的第64行建立了映射关系，该像素在屏幕上的实际颜色由第64行的[RGB]组合决定。也就是说，图像在屏幕上显示时，每一像素的颜色由存放在矩阵中该像素的灰度值作为索引通过检索颜色索引矩阵MAP得到。索引图像的数据类型一般为8位无符号整形（int8），相应索引矩阵MAP的大小为256Ⅹ3，因此一般索引图像只能同时显示256种颜色，但通过改变索引矩阵，颜色的类型可以调整。索引图像的数据类型也可采用双精度浮点型（double）。索引图像一般用于存放色彩要求比较简单的图像，如Windows中色彩构成比较简单的壁纸多采用索引图像存放，如果图像的色彩比较复杂，就要用到RGB真彩色图像。
(4) RGB彩色图像
RGB图像与索引图像一样都可以用来表示彩色图像。与索引图像一样，它分别用红（R）、绿（G）、蓝（B）三原色的组合来表示每个像素的颜色。但与索引图像不同的是，RGB图像每一个像素的颜色值（由RGB三原色表示）直接存放在图像矩阵中，由于每一像素的颜色需由R、G、B三个分量来表示，M、N分别表示图像的行列数，三个M x N的二维矩阵分别表示各个像素的R、G、B三个颜色分量。RGB图像的数据类型一般为8位无符号整形，通常用于表示和存放真彩色图像，当然也可以存放灰度图像。
数字化图像数据有两种存储方式
位图存储(Bitmap)
矢量存储(Vector)
我们平常是以图像分辨率（即象素点）和颜色数来描述数字图象的。例如一张分辨率为640 * 480,16位色的数字图片，就由2^16=65536种颜色的307200(=640 * 480)个素点组成。
位图图像（Bitmap)-点阵图
位图方式是将图像的每一个象素点转换为一个数据。
当图像是单色（只有黑白二色）时，8个象素点的数据只占据一个字节（一个字节就是8个二进制数，1个二进制数存放象素点）；16色（区别于前段“16位色”）的图像每两个象素点用一个字节存储；256色图像每一个象素点用一个字节存储。这样就能够精确地描述各种不同颜色模式的图像图面。位图图像弥补了矢量式图像的缺陷，它能够制作出色彩和色调变化丰富的图像，可以逼真地表现自然界的景象，同时也可以很容易地在不同软件之间交换文件，这就是位图图像的优点；而其缺点则是它无法制作真正的3D图像，并且图像缩放和旋转时会产生失真的现象，同时文件较大，对内存和硬盘空间容量的需求也较高。位图方式就是将图像的每一像素点转换为一个数据。如果用1位数据来记录，那么它只能代表2种颜色（2 ^ 1=2）；如果以8位来记录，便可以表现出256种颜色或色调(2^8=256)，因此使用的位元素越多所能表现的色彩也越多。通常我们使用的颜色有16色、256色、增强16位和真彩色24位。一般所说的真彩色是指24位(2 ^ 24)的位图存储模式适合于内容复杂的图像和真实照片。但随着分辨率以及颜色数的提高，图像所占用的磁盘空间也就相当大；另外由于在放大图像的过程中，其图像势必要变得模糊而失真，放大后的图像像素点实际上变成了像素“方格”。 用数码相机和扫描仪获取的图像都属于位图。
位图文件有两种存储像素数据的格式。16777216色（真彩色）的图像，一个像素的颜色可以用24位数据表示。256色的图像可以用调色板对颜色的信息进行编码，一个像素的值对应的是调色板的索引，而不是直接对应一个像素的颜色，调色板的索引映射为像素的颜色。
一百万个像素，256种颜色的BMP文件，包括一个十四字节的文件首部，一个四十字节的信息首部，一个1024字节的颜色表，一兆字节的位图数据。文件首部的前两个字节由字符BM组成，还包括了文件长度和位图数据在文件中的起始位置。文件的信息首部包含了图像的高、宽、颜色数等非图形数据。这个图像共有一百万个像素，一个像素需要八位的颜色信息，文件的这一部分的长度是一百万个字节，字节排放的顺序是自左到右从图像的最下面那行开始，这个文件的总大小是1001078字节。
矢量图像(Vector)
矢量图像存储的是图像信息的轮廓部分，而不是图像的每一个象素点。
例如，一个圆形图案只要存储圆心的坐标位置和半径长度，以及圆的边线和半径长度，以及圆的边线和内部的颜色即可。该存储方式的缺点是经常耗费大量的时间做一些复杂的分析演算工作，图像的显示速度较慢；但图像缩放不会失真；图像的存储空间也要小得多。所以，矢量图比较适合存储各种图表和工程。
RGB (0,0,0) --------> (255,255,255)
图像的基本概念
像素
像素是组成图像的最基本单元
像素尺寸
位图图像高度和宽度上的像素数目
图像分辨率
每单位长度上像素数目 像素/英寸ppi。比如1英寸上能够显示300像素，则称为300ppi。则1*1的图片中像素总数为90000
如图，可以看到该手机信息描述为分辨率为2400*1176像素。看到这里你可能在想不是说好了单位ppi吗？ 注意了，ppi是图像分辨率，而这里的分辨率是屏幕分辨率。
2k、4k、1080p是什么
1080p，这里的P（Progressive）表示的是“逐行扫描”，简单来说，P指的是图像横向像素的总行数，比如720P表示图像有720行的像素，1080P表示图像总共有1080行像素数。那么为什么又从720p、1080p的描述变到了2k、4k、8k呢？这是因为随着数字技术的不断发展，像素数量变得越来越大，人们就以K为单位表示视频或屏幕的水平分辨率。
1K=1024，2K=2048，4K=4096，8K=8192，代表着1K图像即水平方向上有1024个像素的图像，2K图像即水平方向上有2048个像素的图像，以此类推，8K图像即水平方向上有8192个像素的图像。也就是说p表示的是逐行扫描的行数，而k表示的是不考虑屏宽比情况下的列数，是两个维度，理论上来讲1080p也可以称为2k。以下是常见的分辨率描述。
dpi与ppi
PPI描述数字图像的像素分辨率，而DPI描述打印图像上的墨点数量。PPI或每英寸像素数是指屏幕可以显示的固定像素数和数字图像中像素的密度。像素或“图片元素”是数字图像的最小组成部分。放大任何数字图像，你会看到它分解为彩色正方形-这些都是像素。
较低的ppi意味着每英寸只能又更少的信息数量，那么就会缺失细节。但是同样的高ppi意味着需要相同尺寸的内容需要更多个描述信息，就会占据更多内存。关于存储大小这个点我们后面就详细述。
DPI或每英寸点数是指物理打印机的分辨率值。打印机通过喷出微小的点来再现图像，每英寸的点数会影响打印的细节量和整体质量。
如果一台打印机的分辨率是4800×1200dpi，那么意味着横向上，两个墨点最近的距离可以达到1/4800英寸；在纵向上，两个墨点的距离可以达到1/1200英寸。 另外，通常情况下我们认为600x600DPI以上的图像, 在普通纸上按照更高打印精度的打印是没有意义的。这意味着在纸张横向上，每一英寸长度上理论上可以放置4800个墨点。但是如果真的在普通介质的一英寸上放置全部的4800个墨点，会发生什么情况呢？
纸张对墨水的吸收过饱和，墨水连成一片，反而使分辨率下降。
所以"理论"点数，是指打印机能够达到的能力极限，但是实现起来需要依靠纸张的配合，如果采用专用纸张，便可达到更好的性能，在每个英寸上放置更多的独立墨点，如果使用纸张不能支持选定的最高分辨率，就会出现相邻的墨点交融联成一片的情况，从而影响打印效果。
可以看到dpi和ppi其实都是描述单位长度上的呈像细节，区别在于屏幕成像的最小单位是像素所以用ppi描述像素分辨率，而印刷是用墨点的所以衡量单位就是点，用dpi来描述扫描精度。
图像分辨率与屏幕分辨率
分辨率，又称解析度、解像度，可以细分为显示分辨率、图像分辨率、打印分辨率和扫描分辨率等。
屏幕分辨率（显示分辨率）是屏幕图像的精密度，是指显示器所能显示的像素有多少。由于屏幕上的点、线和面都是由像素组成的，显示器可显示的像素越多，画面就越精细，同样的屏幕区域内能显示的信息也越多。因此显示分辨率一定的情况下，显示屏越小图像越清晰，反之，显示屏大小固定时，显示分辨率越高图像越清晰。
图像分辨率则是单位英寸中所包含的像素点数，其定义更趋近于分辨率本身的定义。
扫描分辨率指在扫描一幅图像之前所设定的分辨率，它影响所生成的图像文件的质量和使用性能，决定了图像将以何种方式显示或打印。如果扫描图像用于640×480像素的屏幕显示，则扫描分辨率不必大于一般显示器屏幕的设备分辨率即一般不超过120DPI。
设备分辨率（Device Resolution）又称输出分辨率，指的是各类输出设备每英寸上可产生的点数。如显示器、喷墨打印机、激光打印机、绘图仪的分辨率。这种分辨率通过DPI来衡量，PC显示器的设备分辨率在60至120DPI之间，打印设备的分辨率在360至2400DPI之间。