25、图像数字化、显示与打印技术解析

图像数字化、显示与打印技术解析

1. 图像数字化基础

图像数字化是将模拟图像转换为数字形式的过程，这其中涉及到下采样和量化等关键步骤。

1.1 下采样

下采样是指在原始图像的每个方向或特定方向（等间隔）上选取部分样本。下采样后的图像是原始图像的子集，它可以降低图像的采样率，使用更少的像素来表达相同的数据，从而减少传输的数据量，也被称为子采样。

1.2 量化

量化在图像数字化中起着重要作用，它主要有以下几种形式：
- 幅度量化 ：这是图像采集过程中幅度量化的简称，是将原始连续的图像灰度色调表示为有限数量的灰度值的过程，该过程决定了图像的幅度分辨率。
- 空间量化 ：把定义在无限域中的图像转换为有限精度样本的有限集合。例如，图像函数 (f(x, y): ℝ^2 → ℝ) 可以被量化为宽度为 (w) 、高度为 (h) 的图像 (g(i, j)) ，即 ({1…w} × {1…h} → ℝ) 。特定样本 (g(i, j)) 由点扩散函数 (p(x, y)) 决定，可表示为 (g(i, j) = \int p(x – i, y – j)f(x, y)dxdy) 。
- 线性量化 ：等同于等间隔量化。
- 等间隔量化 ：这是一种常用的量化策略。首先将图像中要量化的范围从最大值到最小值划分为长度相同的连续区间，然后将每个图像值分配到该区间对应的量化值。
- 等概率量化 ：同样是常用的量化策略。将图像中要量化的范