35. Предложите математические модели линейного и точечного изображений.

3. Линейные изображения (рис. 8.1, в). Типичный пример − карта изолиний, изображение береговой линии, различные контуры. Изображение представляет собой одну кривую или семейство кривых. 4. Точечные изображения (рис. 8.1, г). Типичный пример − кадр участка звездного неба. Изображение представляет собой k точек с координатами (xi, yi) и яркостью fi, i = 1, …, k. Все многообразие задач обработки изображений можно представить как преобразования между классами изображений, а также как преобразования внутри класса. Так, понятие «улучшение качества» обычно относят к преобразованиям полутоновых (или цветных) изображений; сегментация состоит в преобразовании полутонового изображения в бинарное; линейные изображения получают, оконтуривая бинарные изображения; кривые и линии преобразуют в точечные изображения, отыскивая критические точки контуров (в случае многоугольников этими точками являются вершины). Критические точки обычно используются в задачах машинного зрения как признаки при распознавании образов. При обработке изображений, получаемых при дистанционном зондировании Земли из космоса, критические или опорные точки (обычно это элементы гидросети) используются для совмещения изображения с картой, при коррекции геометрических искажений изображения. Можно считать, что преобразование изображений из класса с меньшим номером в класс с большим номером относится к задачам сжатия изображений и распознавания образов. После проведения операции распознавания, когда объект идентифицирован, часто бывает необходимо провести измерение геометрических и других параметров объектов на изображении. Например, по космическому снимку можно оценить площадь гари после лесного пожара и координаты его центра тяжести. Для определения площади необходимо получить бинарное изображение, где объект (пожарище) белого цвета, а фон − черного (или наоборот). После нахождения указанных координат бинарное изображение пожарища превращается в точечное, где точка − центр тяжести.

36. Что такое растровая и векторная графика-

При растровом способе записи изображений в памяти ЭВМ формируется машинный кадр в виде совокупности N строк, каждая строка содержит по M пикселов. Для объектов в виде линий (сетка географических координат, карта гидросети и т. д.) применяется также векторная форма записи, когда в ячейках памяти записывают числа: координаты пиксела x, y и величину его яркости f либо координаты начала и конца прямой линии и её яркость (цвет). Из линий могут быть образованы сложные фигуры. Векторные данные могут быть представлены также в виде алгоритма. Например, информация о том, что изображение является окружностью цвета C, радиуса R с координатами центра x0, y0, может быть записана в векторной форме на Бейсике как CIRCLE(x0, y0),R,C. Атрибуты векторного файла могут содержать данные о яркости (цвете) линий и фона. Пусть изображение содержит две прямые с известными координатами начала и конца каждой (рис. 9.1, а) Изображение в векторной форме, имеет вид (x1,y1; x2,y2; x3,у3). Изображение в растровой форме, отвечающее этим прямым, представлено в условном виде на рис. 9.2, б. Это изображение, содержащее две прямые с яркостью w на фоне a в виде 3 строк по 10 пикселов, обычно записывается в памяти ЭВМ в виде: aaaawwwwwwaaaawaaaaaaaaawaaaaa. Для вывода такого изображения на монитор необходимо привести данные о числе строк и пикселов в строке. Каждая из форм записи имеет свои достоинства и недостатки. Растровая форма записи более универсальна, более информативна, идеально соответствует архитектуре ЭВМ. Однако если увеличить растровое изображение линий, то они станут толще. Векторная графика лишена этого недостатка. При любом масштабе точка изображается пикселом, линия имеет одинаковую толщину. Это чрезвычайно важно при работе с геоинформационными системами (ГИС), когда необходимо последовательно переходить от мелкомасштабных изображений к крупномасштабным − от карт местности к планам, содержащим изображения городов, жилых кварталов и отдельных домов с различными коммуникациями, причем изображения сопровождаются текстовой и цифровой информацией. Векторная графика более ориентирована на работу с базами данных, чем растровая. Она, в принципе, более экономична, чем растровая (нет нужды приводить информацию о «пустых» пикселах) и потому очень эффективна при работе с географическими картами, поскольку в векторной форме в памяти ЭВМ хранятся лишь данные о линиях на карте и их атрибуты. При работе с космическими изображениями Земли приходится одновременно использовать растровую и векторную графику, например накладывать изображение земной поверхности на географическую карту, накладывать координатную сетку на изображение и т. д. Поэтому в программном обеспечении станций приема и обработки космической информации предусматривается преобразование вектор-растр.