31. Опишите виды изображений

Будем называть изображением функцию двух переменных f(x,y), определенную в некоторой области C плоскости Oxy и имеющую определенное множество своих значений. Например, обычную черно-белую фотографию можно представить как f(x,y) ≥ 0, 0 ≤ x ≤ a, 0≤ y ≤ b , где f(x, y) − яркость (иногда называемая оптической плотностью или степенью белизны) изображения в точке (x,y); a − ширина; b − высота кадра. С учетом особенностей функции f обычно выделяют следующие классы изображений: 1. Полутоновые (серые) изображения (рис. 8.1, а). Примерами таких изображений могут служить обычные черно-белые фотографии. Множество значений функции в С может быть дискретным (f ∈ {f0, ..., fl}, l > 1), либо непрерывным (0 ≤ f ≤ fmax). В один класс c полутоновыми обычно относят цветные фотои телевизионные изображения. Экспериментально установлено, что практически любой цвет, видимый человеком, (но не всякий) может быть представлен как сумма определенных количеств m1, m2 ,m3 трех линейно-независимых так называемых основных цветов: f = m1⋅ E1 + m2⋅E2 + m3⋅E3. В соответствии с принятой системой RGB основными являются цвета, соответствующие монохроматическим излучениям с длиной волны: λ1 = 0,7 мкм (красный − R); λ2 = 0,5461 мкм (зеленый − G); λ3 = 0,4358 мкм (голубой − B). Здесь множество значений функции f представляет собой 3-мерное пространство интенсивностей (m1, m2, m3) основных цветов. Если m1 = m2 = m3 = m, то, в зависимости от величины m, получаются различные оттенки серого цвета − от черного до белого. Если m1 ≠ m2 ≠ m3, то изображение окрашено в различные цвета.

32. Ввод изображений с помощью настольного сканера

Рассмотренные датчики позволяют получать полутоновые и цветные изображения в аналоговой форме. Для ввода в ЭВМ их необходимо преобразовать в некоторую числовую матрицу. Процесс преобразования называется дискретизацией и состоит из выборки и квантования. Первая заключается в выборе на поле наблюдения некоторого множества точек, в каждой из которых измеряется величина яркости f(x, y). При использовании ПЭВМ для обработки изображений нередко применяется формат 512×512, так что упомянутое множество точек состоит из 512 ⋅ 512 = 262 144 пикселов. Выборка производится с некоторым шагом, который и характеризует пространственное разрешение. При использовании сканеров космического базирования разрешение обычно определяется скоростью спутника и частотой сканирования. В настоящее время основным устройством ввода изображений в ЭВМ с плоских оригиналов является планшетный сканер (Desk Scanner) – (рис. 8.3). В практике дистанционных исследований он применяется для ввода топографических карт. Типичный планшетный сканер содержит источник света, систему зеркал (одно из них вместе с лампой перемещается посредством шагового двигателя вдоль сканируемого изображения). Световой поток попадает через линзовый объектив в ПЗС-матрицу, которая обычно состоит из трех ПЗС-линеек с пленочными или матричными светофильтрами. Оптическое разрешение по строке определяется размером ПЗС-матрицы и составляет 2 400 и более точек на дюйм, в перпендикулярном направлении − числом шагов развертки (1 200 точек на дюйм и более). Предусмотрено программное обеспечение для повышения разрешения путем интерполяции.