第1章

光 栅 图 像

一幅数字图像可以由图像元素(像素,或像素点)的矩形阵列（矩阵）表示。几个图像标准的像素阵列如图11所示。在一个灰度系统中，每个像素包含一个单一的组成部分，它的值称为明亮度。在一个彩色系统中，每个像素由几个部分组成。通常情况下，每个像素由三个部分组成，每个部分的值都与人类色彩感知系统密切相关。
从历史上看，视频图像由相机获取，通过信道传输，并使用模拟扫描显示，没有明确的像素矩阵。现代的照相机和显示仪器直接反映了图像矩阵的离散元素，其具有固定的结构。信号处理器位于相机，信道或者显示仪器中，它可以执行空间上和（或者）时间上的重采样来适应不同的格式。
图1.
1不同图像标准的像素阵列
一幅图像的像素矩阵是一帧。在视频中, 用于存储一幅图像的数字存储器，称为一个帧存储器；在计算机中，这是一个帧缓冲区。一幅图像的总像素数目等于列像素数NC（或者是视频的有效行的采样率SAL）乘以行像素数NR（或者是有效行LA）。总的像素数目通常由百万像素（Mpx）表示。
在视频和计算中，一个像素包含代表颜色（通常为红色、绿色和蓝色）所必需的所有信息。在典型数码相机（DSC）的马赛克传感器中，一个像素是任意颜色的分量。去马赛克的过程就是插入缺失的成分，从而建立一个完整的图像阵列的过程。数字电影摄像机使用了数码相机（DSC）插入像素的方法，但是在数字电影放映机中，像素是一个三元组。
每个像素的分量值表示为采样栅格中对应点周围的一个小区域的明亮度和色彩。
像素的分量值通常被量化成一个整数值，占用1～16位的数据存储空间（通常占用8位或10位）。每一个分量或者每一个像素的位数目称为位深度（为了避免混淆，我们使用位深度而不是位宽度。宽度是指整个图片）。