1.2.4 采样和量化

一幅图像必须在空间坐标和颜色值都是离散化的情况下才能被计算机处理，空间坐标的离散化称为空间采样，而颜色值的离散化称为颜色值量化。印前处理的图像基本上都是采取二维平面信息的分布方式来表达的。

若要将这些图像信息输入计算机进行处理，则首先要把二维图像信号变换成一维图像信号，这必须通过扫描来实现。具体做法是在二维平面上按一定间隔从上到下有顺序地沿水平方向或垂直方向进行直线扫描，从而获得图像灰度值阵列，即一组一维信号，再对其求出每个特定间隔的值，就能得到离散信号。假设一幅图像，若采样时其x方向上的像素数为M，y方向上的像素数为N，则该图像用离散的M×N个像素来表示，即对该图像进行处理时，仅需要处理M×N个点的颜色值。

1.采样

把一幅连续图像在空间上分割成M×N个网格，每个网格用一个亮度值来表示，一个网格称为一个像素，模拟图像经过采样，得到的二维离散信号的最小单位就是像素，但采样所得的像素值（灰度值）仍是连续量。M×N的取值满足采样定理，采样示意图如图1-12所示。

在一般情况下，水平方向的采样间隔和垂直方向的采样间隔相同。对于运动图像（时间域上的连续图像），需要先在时间轴上采样，再沿垂直方向采样，最后沿水平方向采样。

采样的实现通常是由一个图像传感器完成的，它将每个像素位置上的亮度转换成与之相关的连续的测量值，然后将该测量值转化成与其成正比的电压值。最后，在图像传感器后面，有个电子线路的模/数转换器，它可将连续的电压值转化成离散的整数。

2.量化

量化是把采样点上对应的亮度连续变化区间转换为单个特定数码的过程。量化后，图像就被表示成一个整数矩阵。每个像素具有位置和灰度两个属性，位置由行、列表示；灰度为表示该像素位置上亮暗程度的整数。数字矩阵M×N作为计算机处理的对象，灰度级一般为0～255（8bit量化）。图像的数字化过程如图1-13所示。