2020-10-11
106
Несмотря на многочисленные способы регистрации изображений и представления цифровых изображений, задача цифрового представления изображения сводится к формированию цифрового изображения на основе аналоговых сигналов непрерывно меняющегося напряжения (или тока), форма и амплитуда которого связаны с регистрируемым на изображении явлением.
Процедуры преобразования непрерывных (аналоговых) сигналов изображения в цифровые включают дискретизацию в плоскости изображения х,у (времени t), квантование дискретной структуры отсчетов по амплитуде и представление каждого квантованного отсчёта в виде кодовой комбинации. Следовательно, преобразованное в цифровую форму изображение отображается в виде конечного множества чисел.
1.2 Изображения, как двумерный массив
Когда мы смотрим на двумерное изображение какой-либо трехмерной сцены (на картине, фотографии, экране монитора), нам кажется, что там непосредственно присутствуют все те предметы, которые мы могли бы увидеть, если бы непосредственно наблюдали ту же сцену в жизни. Между тем все, что нам на самом деле дано в двумерном изображении, – это видимое поле, представляющее собой лишь некоторую функцию распределения яркости или цвета на двумерной плоскости: f (x, y), где x и y – декартовы координаты, описывающие плоскость изображения.
|
|
|
Более того, если приблизиться вплотную к экрану компьютерного монитора, можно увидеть, что изображение на экране на самом деле не гладкое и непрерывное, а представляет собой дискретную «мозаику», состоящую из отдельных цветных прямоугольников, расположенных в виде регулярной прямоугольной матрицы. Это и есть цифровое изображение. С математической точки зрения, цифровое изображение представляет собой двумерную матрицу Im [ x, y ] размера (DimX, DimY), где x – целое число от 0 до DimX – 1, описывающее номер элемента в строке матрицы (столбец матрицы), y – целое число от 0 до DimY – 1, описывающее номер строки матрицы, в которой расположен данный элемент. При этом сам элемент цифрового изображения (ячейка прямоугольной матрицы) носит название пиксель (pixel,picture element). В простейшем случае каждый пиксель Im [ x, y ] имеет скалярное целочисленное значение, пропорциональное значению функции распределения яркости f (x, y) в данной точке плоскости.
На рис. 1.1 слева показано эталонное изображение Lena, а справа показан увеличенный фрагмент того же изображения (правый глаз), где для каждого элемента изображения указано соответствующее числовое значение пикселя. Светлым элементам изображения соответствуют большие значения матрицы, темным – меньшие значения. Никакой другой информации цифровое изображение не содержит.
Рис. 1.2 Цифровое изображение как двумерная матрица интенсивностей
Для представления изображений, данные в массивах должны нести информацию о соответствующих значениях интенсивностей цвета. Для эффективного сжатия изображений используется много разных алгоритмов, в зависимости от поставленных задач.
