圖像是由像素點組成的矩陣，矩陣的每個點記錄著圖像的RGB值。數字圖像處理即根據用戶需求，使用計算機技術對圖像進行處理得到所需效果。

1、采樣

我們獲取到的圖像一般為模擬圖像，要讓計算機進行處理需將其數字化，采樣的作用就是將模擬圖像轉變為數字圖像。一般來說，采樣間隔越大，所得圖像像素數越少，空間分辨率越低，質量差，嚴重時出現馬賽克效應；采樣間隔越小，所得圖像像素數越多，空間分辨率越高，圖像質量好，但數據量大。

2、量化

模擬圖像經過采樣后，在時間和空間上離散化為像素，但采樣所得的像素值（即灰度值）仍是連續量，把采樣后所得的各像素的灰度值從模擬量到離散量的轉換稱為圖像灰度的量化。量化等級越多，所得圖像層次越豐富，灰度分辨率高，圖像質量好，但數據量大；量化等級越少，圖像層次欠豐富，灰度分辨率低，會出現假輪廓現象，圖像質量變差，但數據量小。

一般，當限定數字圖像的大小時， 為了得到質量較好的圖像可采用如下原則：

（1） 對緩變的圖像， 應該細量化， 粗采樣， 以避免假輪廓。

（2） 對細節豐富的圖像，應細采樣，粗量化， 以避免模糊（混疊）。

3、鄰域

圖像鄰域即相鄰像素關系，有4-鄰域、8-鄰域、D鄰域

① 4-鄰域

4-鄰域即像素點的上下左右四個點構成的鄰域。設p（i，j），則p（i-1，j）、p（i+1，j）、p（i，j+1）、p（i，j-1）為其4-領域點。

② 8-鄰域

8-鄰域即像素點周圍一圈的八個點構成的鄰域。設p（i，j），則p（i-1，j）、p（i+1，j）、p（i，j+1）、p（i，j-1）、p（i+1，j+1）、p（i-1，j+1），p（i-1，j-1），p（i-1，j-1）為其8-鄰域點。

③ D鄰域

D鄰域及像素點對角上的點。設p（i，j），則p（i+1，j+1）、p（i-1，j+1），p（i-1，j-1），p（i-1，j-1）為其D鄰域點。

4、連通性

兩像素連通的必要條件：1）兩像素位置是否相鄰；2）兩像素灰度值是否滿足特定的相似性準則

（1）4連通：兩個像素p和q，如果p在q的4鄰域中，稱這兩個像素是4連通

（2）8連通：兩個像素p和q，如果p在q的8鄰域中，稱這兩個像素是8連通

（3）m連通：

① 兩個像素p和q，p在q的4鄰域內，或者p在q的D鄰域內

② 且p和q的4鄰域的交集為空，即m連通是4連通和D連通的混合（mixture）連通，（特別注意第二個條件！）