图像的结构——像素

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图片来自:多伦多大学

数字图像由众多像素(pixel)组成,像素是组成数字图像的基本单位

许多人认为像素之间是独立的,没有重叠,而且每一个像素内部亮度及色彩也是均匀的。持这种看法的人认为数字图像由无数正方形或矩形色块组成,只要分辨率足够大,也就是像素数目足够多,数字图像在显示的时候就具备了足够的清晰度。此观点并没有明显错误,但是如果我们研究得深入一些,问题并不是这么简单。

在记录数字图像的过程中,每一个像素的亮度与色彩信息被独立记录下来,但是这些信息只是一些数字,它们仅代表了像素的亮度与色彩,并没有记录像素以何种方式显示。在不同显示方式下,数字图像所代表的相同信息会有不同的表现。

如图,a、b两图显示的是同样的数字图像,分辨率为16×20,a图像素之间没有重叠,而且每个像素内部都是均匀的;b图像素之间有一定程度的重叠,同时每个像素内部亮度从中间向四周呈正态分布逐渐衰减。如果是熟悉的人,有些人能够从b图中辨认出某人样貌,但是没有人能够从a图中辨认出。

由于两幅图像数据完全相同,这个例子说明数字图像像素的显示方式对图像的最终面貌具有很重要的影响

同时,如果我们将锐度(sharpness)定义为图像内部物体边缘的对比度,此例也能够证明在同样分辨率的条件下,数字图像的锐度并不是越大越好,一定程度的“模糊”反而能够更加真实地还原景物。

像素之间的重叠与像素内部的亮度衰减对于运动表现也同样具有积极作用,一定程度的重叠与衰减有助于消除运动物体边缘的抖动,使运动看上去更加平滑和自然。

文章来源:《视频技术基础》

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