41. Спектральное представление дискретного изображения при амплитудно-импульсной дискретизации.

Амплитудно-импульсное преобразование происходит в АЦП.

, где Х – шаг дискретизации.

Пусть спектр функции , а спектр функции . После свертки: . Графически – повторяющийся через спектр.

Т.о. вместо ограниченного по спектра исходной функции получается бесконечно большое число спектров, аналогичных исходному и смещенных по оси на расстояние, кратное X ( ) вправо и влево.

42. Понятие о цифровом представлении изображения.

Дискретизация сигнала изображения есть условие его цифрового представления. Изображение должно претерпевать пространственную дискретизацию и дискретизацию по уровню (сигнал с ограниченным числом уровней его величины называют квантованным.), т.е. ограничиваться по числу уровней сигнала и/или по числу отсчетов сигнала в пространстве. После проведения этих двух операций сигнал можно представить в виде двоичного кода.

Чтобы квантование было незаметным для человеческого глаза число уровней должно быть 256. 256 уровней могут быть записаны в двоичной системе в виде последовательности 0 и 1. Нужно иметь 8 ячеек, которые в сумму дают 256 уровней (это байт). Каждая из ячеек бит. 01101000- байт информации. Для записи штрихового изображения каждый штрих может иметь 2 уровня (п) яркости или D – достаточно одного бита. Такое изображение называется однобитным. Для того, чтобы записать ч/б изображение, нужно 256 уровней или 8 ячеек или байт информации. Если цветное то 3 байта информации. Возможно большее число ячеек, каждая следующая ячейка будет увеличивать число уровней вдвое. Порядок записи называется цифровым форматом записи. В качестве формата могут быть использованы:

TIFF файл, аналитическая запись в виде кривых Безье (такая запись осуществляется в формате PostScript), EPS, PDF (используется в для передачи информации)

43. Преимущества и недостатки цифрового представления изобразительной информации.

Преимущества:

Базируясь на бинарном представлении информации:

1. Такой сигнал становится помехоустойчивым;

2. Эти сигналы легко запомнить на носителях, имеющих бинарную систему записи. Эти носители просты по своему устройству. Бинарный характер сигнала делает обработку и хранение надежными.

Недостатки:

1. Дискретизированный сигнал требует очень широкополосной системы пропускания, высокого совершенства техники.

2. Изображение дискретизировано, поэтому необходимо создать условия для того, чтобы человек отличал этот цифровой сигнал от аналогово (разрешающая способность глаза ограничена).

44. Оптимальное кодирование изображения при использовании цифровых методов: методы сжатия информации без потерь и с потерями.

Методы без потери информации. Метод Хаффмана – суть его в том, что информация с разными частотами встречаемости кодируется по-разному: если информация встречетс ячасто, то код информации короткий. (п) алфавит (а, и, е – короткий код, ъ,щ – длинный).

Метод кодирования длин серий – (п) пиксель с конкретными RGB, следующие 15 пикселей – такие же.

Метод LZW – Повторяющиеся блоки записывают в библиотеку, затем дается адрес блока в библиотеке вместо самого блока.

Методы сжатия с потерей. JPEG. Основывается на Фурье анализе, изображение, делится на блоки, в каждом из блоков происходит дискретное cos преобразование и они представляются в частотном пространстве. При восстановлении изображение умножают на обратную матрицу, потом - обратный Фурье анализ, и получается восстановленное изображение из сжатого, но в этом случае потери неизбежны. Определяется матрицей преобразования и может сжимать до десятков раз. Потери в основном в высокочастотных составляющих, что несущественно, если эти частоты вне ФПМ человеческого глаза.