奧林巴斯顯微鏡顯示的色調和色調的連續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和飽和電平。這種類型的圖像被稱為連續色調，因為不同色調的陰影和色調融合在一起，而不會中斷產生一個忠實再現原始場景。
 

　　連續色調的圖像是由模擬的光學和電子器件，它由數種方法，如電信號的波動或變動是連續變化的圖象的所有尺寸的膜乳劑的化學性質的序列準確地記錄圖像數據。產生為了使待加工或由計算機顯示的連續色調或模擬圖像，它必須首先被轉換成計算機可讀的形式或數字格式。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。
 

　　轉換一個連續色調圖像轉換成數字格式，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。靶目標是將圖像轉換為每個包含大約亮度或色調范圍的特定信息，并且可以通過一個特定的數字數據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，所得到的數據被量化成一特定數字亮度值分配到每個采樣的數據點，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字表示圖像元素或像素，對于陣列中的每個采樣數據點。
 

　　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，并且ý位置被稱為行號。因此，數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。在現實中，圖像只存在號碼(或數據值)的一個大的串聯陣列，能夠通過計算機來解釋，以產生原始場景的數字表示。