当影响数字图像质量的原因分析

影响数字图像质量的原因分析

数字图像通常由扫描获得（有时也可由数字相机获得），影响数字图像的因素是多方面的，一般来说图像数字化过程的正确，是保证数字图像质量的基础。扫描是最常用的数字化过程，例如平面艺术品、幻灯片或照相印刷品的数字化都要用到扫描。因此扫描质量和最终输出设备的性能是影响图像质量的最重要的因素。此篇文章主要是从分辨率、像素深度、图像的颜色模型以及图像文件的存储格式方面来分析影响数字图像质量的因素。

一、分辨率

图像的分辨率是指一幅图像在单位长度内的像素数目，一般用ppi （pixels per inch）表示，即每英寸的像素数。图像的分辨率实际上就是扫描分辨率spi(samples per inch)。我们不能把它与dpi（dots per inch）相混淆。dpi是用来度量一个激光打印机或照排机的输出分辨率的，它表示每英寸有多少点。例如，输出分辨率为2450dpi的图像照排机在每平方英寸面积内产生600万多个点（2450×2450=）。标准的300dpi的激光打印机每平方英寸可产生90000个点。图像包含的点越多，图像分辨率越高，印刷质量越好。另外照排机还有一个不常见度量是每毫米有多心像素即rels x，这里x是每毫米的像素数，如：reis 4 就是每毫米有4 plxels，大约为102 ppi（或spi）。

还有一个概念，那就是印刷机的分辨率，印刷机的分辨率是用lpi（line per inch）表示的，即每英寸有多少线，通常也称为目线数、半色调屏、加线数或屏幕频率。扫描分辨率spi是与屏幕频率直接相关的。数字图像输出到印刷机或图像照排机上时与传统印刷相似也将被分解为点。输出设备产生点是通过转化为一组更小的开或关状态的点来实现，这些点就是像素。如果输出设备是图像照排机，那么它可以输出到胶片和纸张上。印刷时，像素组合成一系列单元，从这些单元形成了点。通过控制单元内像素点的开或关形成点应注意解决好当前制约行业技术发展的几个问题：并决定灰度级。

像素是指组成一个图像的许多细小的方块图像元素。数字图像的像素值是原稿图像数字化时由计算机赋予的值，它代表了原稿某一小方块的平均亮度信息，或者说是该小方块的平均反射密度信息。对于扫描后的图像而言在喷火板两侧各开1排小孔，像素包含了每个取样信息如颜色、灰度级、黑或白。像素的大小取决于扫描分辩率。例如 150 spi表示扫描仪每隔1英寸的1／150取样一次；72 spi表示每隔1英寸的1／72取样一次。扫描分辨率越高，获得的图像细节越多。

扫描分辨率

当一个图像以很低的分辨率扫描时获得的像素较大，图像的细节较少，表达的色彩信息也少，图像的质量明显降低。但另一方面，如果扫描分辨率太高，也不一定会达到预期效果。扫描分辨率过高时，扫描后的图像文件将会产生不必要的过大，以至在RIP处理时需要很长的时间。打印机只能以每英寸有限的行数来生成图像，所以对于最终的输出品的质量来说也并不见得有所提高。即使扫描的图像是输到Web上，结果也是一样。因为，大多数用户在显示器上观看图像所使用的分辨率为72ppi。一般为了得到最好的扫描，建议考虑使用下面的经验公式：

彩色图像的扫描 对于彩色图像或灰度图像，恰当的扫描分辨率与你想要的屏幕频率有关。关于屏幕频率，你可以在你的打印机上得到，也可请教印刷专业人员。一般来说，报纸是以 85 lpi的屏幕频率印刷的。大多数平版印刷的杂志使用133 lpi或150 lpi。某些在铜版纸上印刷的艺术书籍采用200lpi。知道了屏幕频率就可用以下公式计算扫描频率：

a）对于屏幕频率在133 lpi 或更高一些的：

扫描分辨率=屏幕频率×2×原图的缩放比例

b）对屏幕频率少于133 lpi的：

扫描分辨率=屏幕频率×1.5× 原图的缩放比例

例如，你要扫描一个3×5的图像，再现尺寸为18／5×6（英寸）（原图的120％），若采用85 lpi屏幕频率，你可以以153 spi（85×1.5× 1.2=153）的扫描分辨率扫描。

黑白线条艺术品的扫描 诸如线条艺术、徽标和文本等的黑白图像常称为位图图像。使用这个术语是因为制作黑白图像时每个像素只需要1 bit。在彩色图像和灰度图像中，彩色和灰色的梯度可以隐藏边界，并使图像融入到其背景中。而在黑白图像中，黑色和白色之间强烈的反差会使眼睛的注意力引向轮廓线。所以对黑白线条艺术品的扫描要求不同于彩色图像，要取得最好的分辨率，扫描要尽可能地接近最5、实验再未拉断的情况下停止实验终的输出分辨率。否则，印刷出低扫描分辨率的图像将有可能出现“锯齿状”。

对黑白线条术品的扫描可用下列公式：

扫描分辨率＝输出分辨率×原图缩放比例

打印机和图像照排机的分辨率都是以每英寸多少点（dpi）来衡量的，但不管你的输出设备分辨率有多高，600 spi对许多线条艺术作品来讲已是很不错了，扫描分辨率最好不超过1200 spi（即使输出分辨率可达很高）、超过此数以上的扫描图像在质量上的差别已很难用肉眼分辨了，并且过高的扫描线数只会使图像增大，使图像输出变慢。