浅谈如何正确理解分辨率及像素与图像质量的关系

[摘 要] 分辨率及像素是和图像相关的重要概念，是衡量图像细节表现力的技术参数。针对如何正确理解分辨率与像素的含义，分辨率与图像质量的关系进行了详细的阐释与分析。

[关键词] 分辨率;像素;图像质量

[作者简介] 赵丽华（1968—），女，辽宁铁岭人，辽宁职业学院信息科技学院副教授，2014级沈阳师范大学在职硕士，研究方向：计算机教学。

[中图分类号] G642.41    [文献标识码] A    [文章编号] 1674-9324（2020）40-0103-02    [收稿日期] 2019-11-15

诸多电子产品上都标有分辨率：数码相机标有最大分辨率;显示器有表示显示精度的显示分辨率;打印机有表示打印精度的打印分辨率;扫描仪有表示扫描精度的扫描分辨率等。分辨率是表示图像精细程度的概念，分辨率与图像质量有着怎样的关系呢？

一、像素的定义及特征

像素（Pixel）即“图像（Picture）元素（Element）”，指基本原色素及其灰度的基本编码。像素可以用数字表示，如“640乘480”，即横向640像素和纵向480像素，总数为307200（640×480）像素，即为人们常说的30万像素。一般人都以为“像素”是方形的，不是一个个的小圆点。放大一幅图像，图形的边缘和有斜线的地方，就有阶梯状或马赛克状的小方块，这些连续色调是由许多色彩相近的小方点组成，即“像素”。像素有三个特性：关系的独立性、数量大小的固定性和排列位置的固定性。其中，对图像像素进行去像素处理或插补新像素的处理，而不会改变原图像的形貌;改变像素块大小，整幅图像的大小也可以随之改变;单独的像素点不能随意移动，如移动将对整幅图像造成完全的破坏。

二、分辨率的定义与特征

分辨率（Resolution）是一个表示平面图像精细程度的概念，其度量单位是ppi和dpi，表示成水平点数×垂直点数的形式，像素（P）只存在于计算机显示领域，而点（d）只出现于打印或印刷领域[1]。一个固定的平面里，分辨率越高，单位面积里可容纳的小方块就越多，图像越细致，表现的细节就越多。图像的分辨率和像素有直接关系，一张分辨率为640×480的图像，它的像素是30万，而一张分辨率为1600×1200的图像，它的像素就是200万。图像的分辨率和图像尺寸一起决定文件的大小及输出质量，若分辨率太高，运行速度慢，占用的磁盘空间大，若分辨率太低，影响图像细节的表达。1平方英寸的图像，如分辨率为72ppi，包含的像素数目为5184;如分辨率为300ppi，包含的像素数目则为90000。分辨率影响图像在屏幕上的显示大小，在分辨率为72dpi的显示器上，保持图形尺寸不变，将分辨率从72ppi增大到144ppi，那么该图像将以原尺寸的两倍显示在屏幕上。

三、正确理解分辨率与图像质量

分辨率种类繁多，含义也各不相同，应正确理解分辨率在各种情况下的具体含义，弄清不同表示方法之间的相互关系。

1.数码相机的最大分辨率。最大分辨率（Maximum Pixels）是经过插值运算后获得的，插值运算通过设在数码相机内部的DSP芯片，在需要放大图像时用最临近法插值、线性插值等运算方法，在图像内添加图像放大后所需要增加的像素，插值运算后获得的图像质量不能与真正感光成像的图像相比。虽有一些商家会标明“经硬件插值可达XXX像素”，只不过在图像的质量和感光度上，以最大分辨率拍摄的图片清晰度比不上以有效像素拍摄的，打印图片的时候，其画质的减损会十分明显[2]。在选购数码相机时，一定要看“有效像素”才是最重要的。

2.显示分辨率。显示分辨率（Display Resolution）是屏幕图像的精密度，依赖于显示器的尺寸以及显示器的像素设置，是用点来衡量的，这个“点”就是指像素，以dpi为单位[3]。典型分辨率约为72dpi。显示分辨率是指整个显示器所有可视面积上水平像素和垂直像素的数量。以分辨率为1024×768的屏幕来说，即每一条水平线上包含有1024个像素点，共有768条线，即扫描列数为1024列，行数为768行。相同的分辨率对不同的显示器来说，显示的效果也是不同的，例如：800×600的分辨率，14英寸显示的精度比17英寸显示的精度要高，并且可以兼容其他较低的显示分辨率，一些质量较好的显示器，14英寸显示器可达1280×1024，15英寸显示器可达1600×1200。分辨率不仅与显示尺寸有关，还受显像管点距、视频带宽等因素的影响。每个显示器都有自己的最高分辨率，只有当刷新频率为“无闪烁刷新频率”，显示器能达到最高多少分辨率，才能称作是这个显示器的最高分辨率。

3.打印分辨率。打印分辨率（Printing Resolution）又称为输出分辨率，通常以dpi表示。指在打印输出时横向和纵向上每英寸最多能够打印的点数，它决定了打印机打印图像时所能表现的精细程度，以及输出图像或文字的质量好坏，是衡量打印质量的重要指标。喷墨打印和激光打印的水平分辨率和垂直分辨率通常是相同的。但720dpi的喷墨打印机不一定比600dpi的激光打印机产生更好的打印质量，是因为喷墨打印机打印的每一个墨点只是近似相等，每个墨点在干燥之前还会向四周扩散，没有激光打印机产生的点那样均匀。当然，并不是每种打印需求都需要最高精度的打印，文本的打印，600dpi已经达到相当出色的线条质量;照片的打印，经常需要1200dpi以上的分辨率，才可以实现更加丰富的色彩层次和更平滑的中间色调过渡。随着文档的类型日益多样化，图像、照片、CAD等需要高精度打印的内容越来越多，除打印负荷量和打印速度外，须考虑打印机的打印质量能否满足自己的需求。

4.扫描分辨率。扫描分辨率（Resolution of Scanner）是一种输入分辨率，通常以dpi来度量，是决定扫描仪性能的主要因素之一，决定着扫描仪所能记录的图像的细致程度，其水平分辨率是垂直分辨率的一半。指标通常分为光学分辨率和插值分辨率。光学分辨率是指扫描仪的光学系统可以采样的实际信息量，是决定图像清晰和锐利度的关键，通常从300×600dpi到1000×2000dpi;插值分辨率是根据一定的算法而得到的分辨率，通常是光学分辨率的4～16倍，以4倍、8倍、16倍最常见。插值分辨率不会增加图像新的细节，对扫描黑白图像或放大较小的原稿等工作具有一定应用价值。选购时应考虑光学分辨率，而不是插值分辨率。插值分辨率为4800dpi的扫描仪，其光学分辨率可能为300×600dpi，也可能為600×1200dpi，对于扫描要求不高的图形，使用300dpi的精度即可，对于精度要求较高的图形，用使用600dpi以上的精度。

5.印刷领域的分辨率。印刷是一个二值化的过程，采用加网的方法对各种灰色阶调和彩色阶调进行模拟，最终用印刷网点的大小来表示。lpi（Lines Per Inch）是加网线数的度量单位，指每英寸的网线数。传统的制版，要在原始图像前加一个网屏，网屏由方格状的透明与不透明部分相等的网线构成，这些网线也就是光栅，其作用是切割光线解剖图像，光线通过网线后，形成了反映原始图像影像变化的大小不同的点，这些点就是半色调点，一个半色调点最大不会超过一个网格的面积。网线越多，表现图像的层次越多，图像质量也就越好。

参考文献

[1]吴涛.PHOTOSHOPcs2中文版从入门到精通[M].北京：北京科海出版社，2006.

[2]周建国，国禾数码工作室.PHOTOSHOP7.0中文版[M].北京：人民邮电出版社，2005.

[3]钟帅.图像处理中的分辨率[J].太原城市职业技术学院学报，2009（6）：156-157.