? ? ? 不同領域的人對圖像的概念有著不同的理解。從工程學角度上講，“圖”是物體透射或反射光的分布；“像”是人的視覺系統對圖的接收在大腦中形成的印象或認識。因此，圖像常與光照、視覺等概念聯系在一起，光的強弱、光的波長以及物體的反射等特點決定了圖像的客觀屬性，而人（動物）的大腦是圖像的主觀載體。

? ? ? 圖像與圖形是兩個不同的概念，圖像具有不規則性、自然性、復雜性，從數學的角度來講，圖像是一個復雜的數學函數，這個數學函數很難用解析式來表示。而圖形很多時候可以用數學函數來描述。

? ? ? ?圖像的種類有很多，根據人眼的視覺特性可將圖像分為可見圖像和不可見圖像，可見圖像包括單張圖像、繪圖、圖像序列等，不可見圖像包括不可見光成像和不可見量形成的圖，如電磁波譜圖、溫度記壓力等的分布圖。按圖像像素空間坐標和亮度（或色彩）的連續性可以分為模擬圖像和數字圖像。

? ? ? 圖像處理是一門年輕的、充滿活力的交叉學科，并隨著計算機技術、認知心理學、神經網絡技術以及數學理論的新成果（如數學形態學、小波分析、分形理論）而飛速發展著。當前，圖像處理技術研究的對象是數字圖像。

? ? ?那么，什么是數字圖像呢？數字圖像是相對于模擬圖像而言的。簡言之，模擬圖像就是物理圖像，人眼能夠看到的圖像，它是連續的。計算機無法直接處理模擬圖像，因此，數字圖像應運而生。數字圖像是模擬圖像經過采樣和量化使其在空間上和數值上都離散化，形成一個數字點陣。

數字圖像處理有如下特點：

? ? ? ① 目前，數字圖像處理的信息大多是二維信息，處理信息量很大。如一幅256×256低分辨率黑白圖像，要求約64kbit的數據量；對高分辨率彩色512×512圖像，則要求768kbit數據量；如果要處理30幀/秒的電視圖像序列，則每秒要求500kbit～22.5Mbit數據量。因此對計算機的計算速度、存儲容量等要求較高。

? ? ?② 數字圖像處理占用的頻帶較寬。與語言信息相比，數字圖像占用的頻帶要大幾個數量級，如電視圖像的帶寬約5.6MHz，而語音帶寬僅為4kHz左右。所以在成像、傳輸、存儲、處理、顯示等各個環節的實現上，技術難度大、成本高，這就對頻帶壓縮技術提出了更高的要求。

? ? ③ 數字圖像中各個像素是不獨立的，其相關性大。在圖像畫面上，經常有很多像素有相同或接近的灰度。就電視畫面而言，同一行中相鄰兩個像素或相鄰兩行間的像素，其相關系數可達0.9以上，而相鄰兩幀之間的相關性比幀內相關性一般說還要大些。因此，數字圖像處理中信息壓縮的潛力很大。

? ? ? ? 數字圖像處理對以往的圖像處理方法而言無疑是一次新的革命，他徹底改變了以往人們處理圖像時所采用的方法，具有如下優點：

? ? ? ? ① 再現性好。數字圖像處理與模擬圖像處理的根本不同在于，它不會因圖像的存儲、傳輸或復制等一系列變換操作而導致圖像質量的退化。只要圖像在數字化時準確地表現了原稿，則數字圖像處理過程始終能保持圖像的再現。

? ? ? ② 處理精度高。按目前的技術，幾乎可將一幅模擬圖像數字化為任意大小的二維數組，這主要取決于圖像數字化設備的能力。現代掃描儀可以把每個像素的灰度等級量化為16位甚至更高，這意味著圖像的數字化精度可以達到滿足任何應用需求。對計算機而言，不論數組大小，也不論每個像素的位數多少，其處理程序幾乎是一樣的。換言之，從原理上講不論圖像的精度有多高，處理總是能實現的，只要在處理時改變程序中的數組參數就可以了。回想一下圖像的模擬處理，為了要把處理精度提高一個數量級，就要大幅度地改進處理裝置，這在經濟上是極不合算的。

? ? ?③ 適用面寬。圖像可以來自多種信息源，它們可以是可見光圖像，也可以是不可見的波譜圖像（例如X射線圖像、射線圖像、超聲波圖像或紅外圖像等）。從圖像反映的客觀實體尺度看，可以小到電子顯微鏡圖像，大到航空照片、遙感圖像甚至天文望遠鏡圖像。這些來自不同信息源的圖像只要被變換為數字編碼形式后，均是用二維數組表示的灰度圖像（彩色圖像也是由灰度圖像組合成的，例如RGB圖像由紅、綠、藍三個灰度圖像組合而成）組合而成，因而均可用計算機來處理。即只要針對不同的圖像信息源，采取相應的圖像信息采集措施，圖像的數字處理方法適用于任何一種圖像。

? ? ?④ 靈活性高。由于圖像的光學處理從原理上講只能進行線性運算，這極大地限制了光學圖像處理能實現的目標。而數字圖像處理不僅能完成線性運算，而且能實現非線性處理，即凡是可以用數學公式或邏輯關系來表達的一切運算均可用數字圖像處理實現。

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