奧林巴斯顯微鏡顯示的色調(diào)和色調(diào)的連續(xù)變化的陣列捕獲自然圖像。用膜制成的照片，或者通過一個光導攝象管攝象管產(chǎn)生的視頻圖像，是所有可能的圖像的一個子集，并包含一個寬強度的光譜，從暗到亮，并且顏色的光譜，可以包括幾乎任何可以想象的色調(diào)和飽和電平。這種類型的圖像被稱為連續(xù)色調(diào)，因為不同色調(diào)的陰影和色調(diào)融合在一起，而不會中斷產(chǎn)生一個忠實再現(xiàn)原始場景。
 

　　連續(xù)色調(diào)的圖像是由模擬的光學和電子器件，它由數(shù)種方法，如電信號的波動或變動是連續(xù)變化的圖象的所有尺寸的膜乳劑的化學性質(zhì)的序列準確地記錄圖像數(shù)據(jù)。產(chǎn)生為了使待加工或由計算機顯示的連續(xù)色調(diào)或模擬圖像，它必須首先被轉換成計算機可讀的形式或數(shù)字格式。此過程適用于所有圖像，無論出身和復雜性，以及它們是否存在，黑白(灰階)或全彩。因為灰度圖像是比較容易解釋，他們將作為在許多下面討論的主要模式。
 

　　轉換一個連續(xù)色調(diào)圖像轉換成數(shù)字格式，模擬圖像通過被稱為2的操作流程分成單個的亮度值取樣和量化。一個微型年輕海星成像的奧林巴斯顯微鏡的模擬，采樣中的二維陣列后，亮度水平在模擬圖像的特定位置被記錄并隨后量化的過程中中轉換成整數(shù)。靶目標是將圖像轉換為每個包含大約亮度或色調(diào)范圍的特定信息，并且可以通過一個特定的數(shù)字數(shù)據(jù)值中的精確位置來描述離散的點的陣列。采樣過程測量的強度在圖像中的連續(xù)位置，并形成一個包含亮度信息的小矩形塊的二維陣列。取樣結束后，所得到的數(shù)據(jù)被量化成一特定數(shù)字亮度值分配到每個采樣的數(shù)據(jù)點，從黑色的，通過所有的中間灰度級，為白色。結果是強度，這就是通常被稱為的數(shù)字表示圖像元素或像素，對于陣列中的每個采樣數(shù)據(jù)點。
 

　　因為圖像是大致正方形或矩形的尺寸，每個像素的結果，從圖像的數(shù)字化是由一個坐標對與特定的表示x和Ý值設置一個典型的笛卡爾坐標系中。的x坐標特定的水平位置或像素的列位置，而ý坐標表示的行數(shù)或垂直位置。按照慣例，在坐標位置(0,0)的像素是位于陣列的上左角，同時位于(158,350)的像素將被定位在第158列，第350列相交。在許多情況下，x位置被稱為像素數(shù)，并且ý位置被稱為行號。因此，數(shù)字圖像是由一個矩形(或方形)像素陣列代表了一系列強度值中的，并通過一個有組織的(有序的x，Ý)坐標系。在現(xiàn)實中，圖像只存在號碼(或數(shù)據(jù)值)的一個大的串聯(lián)陣列，能夠通過計算機來解釋，以產(chǎn)生原始場景的數(shù)字表示。