1.1.2　数字图像及其特点

数字图像又称数码图像或数位图像，是二维图像用有限数值像素的表示。由数组或矩阵表示，其光照位置和强度都是离散的。数字图像是由模拟图像数字化得到，以像素为基本元素，可以用数字计算机或数字电路存储和处理的图像。

数字图像可以由许多不同的输入设备和技术生成，例如数码相机、扫描仪、坐标测量机等，也可以从任意的非图像数据合成得到，例如数学函数或者三维几何模型（计算机图形学的一个主要分支）。数字图像处理领域就是研究数字图像的变换算法。

数字图像有如下几个特点：

（1）信息量大

以像素数目较少的电视图像为例，它一般是由512×512个像素（8bit）组成，其总数据量为512×512×8bit=2097152bit=262144B=256KB。这么大的数据量必须由计算机处理才能胜任，并且计算机内存容量要大。为了运算方便，常需要几倍其数据量的内存。

（2）占用频带宽大

一般语言信息（如电话、传真、电传、电报等）的带宽仅4kHz左右，而图像信息所占用频率的带宽要大三个数量级。例如，普通电视的标准带宽是6.5MHz，等于语言带宽的14倍。在摄影、传输、存储、处理、显示等各环节的实现上技术难度大，因而对频带的压缩技术的要求是很迫切的。

（3）相关性大

每幅图像中相邻像素之间是很不独立的，并且具有很大的相关性，有时大片大片的像素间具有相同或接近的灰度。例如，就电视画面而言，前后两幅图像的相关系数往往在0.95以上，因此压缩图像信息的潜力很大。

（4）非客观性

图像信息的最终接收器是人的视觉系统。由于图像信息和视觉系统十分复杂，与环境条件、视觉特性、情结、精神状态、知识水平等有关，要求图像系统与视觉系统有良好的“匹配”，所以必须研究图像的统计规律和视觉特征。