1.4.2　数字图像分类

随着计算机图形学及相关技术的发展，人们可以应用一定的数学模型生成图像，如卡通图像、游戏中的场景等。为了表示区别，有时我们会将依据数学模型人为生成的图像称为图形（Graphics）；将从自然场景获取的图像称为图片（Picture）。

在数字图像处理中，图像一般分为以下4类。

1．灰度图像

当一幅图像有2^k灰度级时，通常称该图像是k位图像。例如，当一幅图像有256（=2⁸）个可能的灰度级时，称该图像是8位图像。灰度图像矩阵元素的取值范围通常为[0, 255]，因此其数据类型一般为8位无符号整型，这就是人们经常提到的256级灰度图像（见图1-8（a））。在该取值范围中，“0”表示黑色，“255”表示白色，中间的数字从小到大表示由黑到白的过渡色。

（a）灰度图像

（b）二值图像

图1-8　图像分类

2．二值图像

一幅二值图像的二维矩阵仅由0、1两个逻辑值构成，“0”代表黑色，“1”代表白色，如图1-8（b）所示。由于二值图像中的每一像素的取值仅有 0、1两种可能，所以计算机中二值图像的数据类型通常为一个二进制位。二值图像通常用于文字、线条图的扫描与识别，以及掩模图像的存储。二值图像可被看成灰度图像的一个特例。为了显示二值图像，逻辑值“0”对应于灰度值“0”，逻辑值“1”则对应于灰度值“255”。

3．彩色图像

RGB色彩模式常用来表示彩色图像。它分别用红（R）、绿（G）、蓝（B）三基色来表示每一像素的颜色。图像中每一像素的颜色值直接存放在图像矩阵中，由于每一像素的颜色需由R、G、B这3个分量来表示，因此RGB色彩模式的图像矩阵与其他色彩模式的图像矩阵不同，是一个三维矩阵，可用表示，其中，M、N分别表示图像的行、列数；3个的二维矩阵分别表示各像素的R、G、B分量。RGB色彩模式的数据类型一般为8位无符号整型，通常用于表示和存放真彩色图像，当然也可以用于存放灰度图像。

综上所述，可以看出在图像的这3种基本类型中，随着图像所表示的颜色类型的增加，图像所需的存储空间也增加。二值图像仅能表示黑、白两种颜色，所需的存储空间最小；灰度图像所需存储空间与图像的灰度级有关，灰度级越高，所需的存储空间越大；RGB图像的存储空间是对应8位灰度图像所需存储空间的3倍。

4．索引图像

索引图像是一种把像素值直接作为RGB调色板索引的图像，可把像素值“直接映射”为调色板数值。调色板是一个矩阵形式描述，它可以预先定义好每种颜色，且可供选用的一组颜色数最多为256种。调色板通常与索引图像存储在一起，装载图像时，调色板将和图像一同自动装载。