奧林巴斯顯微鏡顯示的色調(diào)和色調(diào)的連續(xù)變化的陣列捕獲自然圖像。用膜制成的照片，或者通過一個光導(dǎo)攝象管攝象管產(chǎn)生的視頻圖像，是所有可能的圖像的一個子集，并包含一個寬強度的光譜，從暗到亮，并且顏色的光譜，可以包括幾乎任何可以想象的色調(diào)和飽和電平。這種類型的圖像被稱為連續(xù)色調(diào)，因為不同色調(diào)的陰影和色調(diào)融合在一起，而不會中斷產(chǎn)生一個忠實再現(xiàn)原始場景。
連續(xù)色調(diào)的圖像是由模擬的光學(xué)和電子器件，它由數(shù)種方法，如電信號的波動或變動是連續(xù)變化的圖象的所有尺寸的膜乳劑的化學(xué)性質(zhì)的序列準(zhǔn)確地記錄圖像數(shù)據(jù)。產(chǎn)生為了使待加工或由計算機顯示的連續(xù)色調(diào)或模擬圖像，它必須首先被轉(zhuǎn)換成計算機可讀的形式或數(shù)字格式。此過程適用于所有圖像，無論出身和復(fù)雜性，以及它們是否存在，黑白(灰階)或全彩。因為灰度圖像是比較容易解釋，他們將作為在許多下面討論的主要模式。
轉(zhuǎn)換一個連續(xù)色調(diào)圖像轉(zhuǎn)換成數(shù)字格式，模擬圖像通過被稱為2的操作流程分成單個的亮度值取樣和量化。一個微型年輕海星成像的奧林巴斯顯微鏡的模擬，采樣中的二維陣列后，亮度水平在模擬圖像的特定位置被記錄并隨后量化的過程中中轉(zhuǎn)換成整數(shù)。靶目標(biāo)是將圖像轉(zhuǎn)換為每個包含大約亮度或色調(diào)范圍的特定信息，并且可以通過一個特定的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)值中的精確位置來描述離散的點的陣列。采樣過程測量的強度在圖像中的連續(xù)位置，并形成一個包含亮度信息的小矩形塊的二維陣列。取樣結(jié)束后，所得到的數(shù)據(jù)被量化成一特定數(shù)字亮度值分配到每個采樣的數(shù)據(jù)點，從黑色的，通過所有的中間灰度級，為白色。結(jié)果是強度，這就是通常被稱為的數(shù)字表示圖像元素或像素，對于陣列中的每個采樣數(shù)據(jù)點。
因為圖像是大致正方形或矩形的尺寸，每個像素的結(jié)果，從圖像的數(shù)字化是由一個坐標(biāo)對與特定的表示x和Ý值設(shè)置一個典型的笛卡爾坐標(biāo)系中。的x坐標(biāo)特定的水平位置或像素的列位置，而ý坐標(biāo)表示的行數(shù)或垂直位置。按照慣例，在坐標(biāo)位置(0,0)的像素是位于陣列的上左角，同時位于(158,350)的像素將被定位在第158列，第350列相交。在許多情況下，x位置被稱為像素數(shù)，并且ý位置被稱為行號。因此，數(shù)字圖像是由一個矩形(或方形)像素陣列代表了一系列強度值中的，并通過一個有組織的(有序的x，Ý)坐標(biāo)系。在現(xiàn)實中，圖像只存在號碼(或數(shù)據(jù)值)的一個大的串聯(lián)陣列，能夠通過計算機來解釋，以產(chǎn)生原始場景的數(shù)字表示。
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