前面發布的幾期文章中，我們讨論了圖像識别中的若幹關鍵技術，有不少讀者通過各種方式跟筆者交流：這些幾乎都是面向數字圖像的處理方式，那面向模拟圖像呢？數字圖像處理和模拟圖像處理有什麼區别呢？

為統一回答大家的問題，并和大家開展有益交流，本期就來闡述一下二者的區别。

在談這個問題之前，我們先來了解一下什麼是數字圖像，什麼是模拟圖像；這二者不說明一下，确實容易混淆。

模拟圖像是指通過反映某種物理現象（例如光、電等）某一參量的變化來記錄亮度信息的圖像，其特點是該參量的變化過程是連續的。

數字圖像是用數字陣列（或矩陣）來表征客觀物體的圖像，其特點是該圖像可看作為一個離散采樣點的集合，其中每個點具有各自屬性；可以将連續模拟圖像進行離散化處理以形成一定規則的網格數據（如下圖所示），并用數字方式記錄各網格點亮度信息，以此種方式形成的圖像就是數字圖像。

圖1 網格處理過程

通俗點歸納一下：一切你用肉眼能看到的圖像都是模拟圖像（例如：投影儀打到幕布上顯示的PPT内容也是模拟圖像）；數字圖像則是一個看似雜亂無章數字的集合矩陣，你充其量隻能看到貌似無關聯的很多數據，肉眼無法直接獲取。為什麼呢？因為你看到的投影圖像是投影儀将數字圖像信息是經過顔色空間映射過程（完成了采樣數模轉換（A/D））以可見光信号的方式呈現在幕布上的，如下圖所示。

圖2 模拟圖像與數字圖像的轉換過程

言歸正傳，數字圖像處理和模拟圖像處理的區别是什麼呢？主要有以下幾點：

對象的不同：在模拟圖像處理中，處理的對象僅僅隻是二維模拟信号序列（或者直接理解為連續的點序列）；在數字圖像處理中，處理的對象是體現小像素或元素的數字信号集合（或者直接理解為離散的點集合）。

性價比的不同：在模拟圖像處理中，連續實時的處理過程較慢且系統運行成本較高；在數字圖像處理中，離散的處理過程（含存儲、檢索、模數轉換（A/D）等）快速且系統運行成本低（而且，數字圖像也顯然易于計算機進行處理，如下圖所示）。

圖3 數字圖像形成過程

質量的不同：雖然模拟圖像信号反映的是客觀世界的真實對象，但質量不一定高，且模拟圖像信号随時間變化，形成的圖像也往往随之發生變化；數字圖像處理可以應用圖像壓縮編碼技術，支持減少處理數據量的情形下提升圖像的數字質量，且強度信号分布較完美，也支持各種數字圖像的合并（如下圖所示）。說通俗一點就是，經過數字圖像處理，我們能獲得更加清晰的圖片或視頻，而且數字圖像處理支持做更多的圖像修改工作。

圖4 數字圖像壓縮及合并

局部分割性的不同：模拟圖像處理過程往往是連續的，無法分解成小組件進行圖像局部分隔處理；數字圖像處理過程可以應用圖像分割技術，實現由于路徑非連接導緻圖像非連續的圖像局部分割。

圖5 數字圖像支持局部分割

舉一個例子，上世紀60年代，美國在登月計劃實施過程中需要将影像從月球發送到地球，因此發明了數字圖像處理技術，以實現在月球表面就進行數字信号處理（DSP），再通過超長距離無線信号将數字圖像傳輸到地球（傳輸的就是非常多的離散數據），最終還原月球上獲取的影像。

圖6 從月球發送影像到地球

以上内容供大家比較學習時參考，本來還有許多要講的，例如數字圖像處理是否可以完全取代模拟圖像處理等，留待以後有機會再與大家分享所思所得，讀者也完全可以自己查閱文獻，兼慮時間有限，謝謝大家理解，今後繼續….

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