ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Цифровое представление изображения. Компрессия изображения из "Неразрушающий контроль Т4" Преимуществом телевизионного канала является возможность наблюдения контролируемой поверхности и динамики процесса проявления в реальном времени, недостатком - более низкое, по сравнению с цифровой фотокамерой, разрешение цифрового изображения. [c.717] Аналоговое изображение можно описать непрерывной двухмерной функцией яркости (интенсивности) по двум координатам /=/(j , v). [c.717] Пусть изображение занимает прямоугольную область (кадр) размером к у. I. Введем понятие шага дискретизации Г это интервал, через который на изображении измеряются значения интенсивности. Такие значения называют отсчетами. [c.717] В общем случае шаг дискретизации может быть разным по горизонтали (Г ) и по вертикали (7 ). Тогда получим матрицу, состоящую из М X N элементов, где М = к I Tin а N = 11 Ту. Каждый элемент матрицы - дискретное значение яркости в данной точке. [c.717] В случае описанных выше лазерных сканирующих систем и телевизионных систем, оптическое изображение преобразуется в изменяющийся во времени электрический сигнал, происходит дискретизация по времени и по уровню (рис. 11.5). [c.717] На рис. 11.5 слева показана форма растущего напряжения тестовой строки телевизионного сигнала, которая визуально воспринимается как плавный переход от черного к светло-серому (в идеале -белому). При каждом такте получаем дискретное значение яркости (уровня серого), не меняющееся до следующего такта (рис. 11.5, внизу). Таким образом, непрерывное на некотором отрезке изменение яркости передается ступенчатой ломаной, визуально воспринимаемой как клин (последовательность ступеней) серого. [c.718] Разбиение непрерывной последовательности цифровых данных на строки матрицы изображения происходит по некоторому тактовому импульсу - в лазерных системах это может быть связанный с качающимся зеркалом прерыватель, а в телевизионных системах используются управляющие импульсы стандартного ТВ-сигнала - строчные синхроимпульсы. [c.718] Как показано выше, цифровой образ отображает реальный объект лишь с некоторым приближением, тем большим, чем меньше шаг пространственной (или временной) дискретизации (т.е. чем большим числом элементов изображения - пикселов - отображен каждый участок) и чем большим количеством дискретных уровней отображен непрерывный диапазон яркостей объекта. Однако, так как объем памяти и дискового пространства компьютеров ограничен, емкость цифрового изображения определяется из условий задачи - требуемого уровня детальности изображения по геометрии и по яркости. [c.718] Существует два принципиально различных вида представления, или формата цифрового изображения, - растровый и векторный. [c.718] В растровом формате изображение хранится в виде двумерного массива точек 1 х, у), где под I понимается либо интенсивность (яркость) точки в случае монохромного изображения (также называемого изображением в шкале серого, от английского термина greys ale), либо цвет в случае цветного изображения. [c.718] На рисунке показан монохромный квадрат 8x8. Пусть яркость каждой точки квадрата будет представлена каким-либо значением из 256 возможных, как чаще всего и делается в современной вычислительной технике, т.е. для записи яркости потребуется 8 бит, или 1 байт, и тогда для растровой записи такого изображения понадобится 8x8x8 бит, т.е. 512 бит или 64 байта. Для векторной формы понадобится лишь 10 байт. [c.719] Достоинством растрового формата изображений является то, что оно ближе исходному аналоговому, чем векторное. Теоретически его можно сделать сколь угодно близким оригиналу требуется лишь все больший (в пределе - бесконечный) объем изображения. Таким образом, растровое изображение несет больше информации об исследуемом объекте. Недостатком растрового изображения является большой требуемый объем памяти или места на жестком диске. [c.719] Достоинством векторного формата изображений является малый объем памяти, занимаемый изображением, и меньшее время восстановления. [c.719] Существует множество растровых форматов хранения изображения их можно разделить на форматы со сжатием (компрессией) данных и форматы без сжатия. Форматы BMP и TIFF относятся к форматам без компрессии данных, JPEG -к форматам с компрессией данных. [c.719] Достоинством форматов некомпрессирующих или с компрессией без потерь информации является максимально адекватное представление изображения по цвету и геометрии, включая детали на пределе разрешения, а также высокая совместимость с большинством аппаратных платформ и существующего программного обеспечения недостаток таких форматов - большой занимаемый объем. [c.719] Достоинством форматов с компрессией с потерями информации является малое требуемое пространство на носителе (но не в памяти компьютера, так как при загрузке изображение полностью распаковывается до матрицы исходного размера) недостатком - возможность потери мелких деталей и внесения в изображение искусственных изменений, называемых артефактами. В силу этого, использование компрессирующих форматов с потерями информации требует известной осторожности коэффициент компрессии подбирается индивидуально к каждому типу изображений. Чтобы запаковать серию изображений, требуется сначала провести серию тестов на одном из них, чтобы установить, при каком предельном коэффициенте компрессии изображения индикаций визуально еще неизменны и не теряются детали изображения, существенные для выдачи заключения об объекте контроля. [c.720] Вернуться к основной статье