4. modul - Képfeldolgozás

4.1. Hozzon létre képeket

Két forgatókönyv adódhat:

• egy kép vagy bármilyen fizikai tárgy létezik, és azt elektronikus ábrázolásra kívánja készíteni, amelyet számítógép képes feldolgozni, ez a "digitalizálás" kérdése;
• képet akarunk létrehozni a semmiből: inkább egy kép "szintézisről" beszélünk.

4.1.1. Digitalizálás

A kép digitalizálása annyit jelent, hogy elektronikus ábrázolást kapunk a valós objektumból, amely támogatja (papír, film, dia, negatív, de 3D objektum is).

Legtöbbször ez az ábrázolás mátrix lesz, vagyis egy mátrix (tömb), ahol az egyes pontokat egy szín fogja ábrázolni.

A kép ezen elektronikus ábrázolását két paraméter jellemzi:

• a határozat: dpi-ben kifejezve (pont per hüvelyk = pont per hüvelyk) ez az ábrázolás pontjainak száma a digitalizálandó fizikai objektum hosszegységénként.
• A dinamika: a kép kódolásához rendelkezésre álló színek száma.

Az állásfoglalás

A ma elérhető anyagok többsége lehetővé teszi, hogy kiválassza a szkennelési felbontást, és ezáltal a képábrázolás finomságát. A következő példák bemutatják, hogy néz ki ugyanannak a képnek a beolvasása, ha módosítja a felbontást.

Tudnia kell azonban, hogy minden anyag esetében van egy optimális felbontás: az, amely jobb minőségű eredményt ad, és amely megfelel az érzékelők maximális kapacitásának. Még akkor is, ha az Ön által használt szoftver nagyobb felbontást kínál, valójában nem lesz több pont, amelyet az érzékelők megszereznek, a további pontokat valójában interpolációval számoljuk (színüket nem a kezdeti objektumon végzett mérés fogja eredményezni, hanem a szomszédos pontokból kell kiszámítani). Ez a technika nem ajánlott: valójában akkor nehezebb képet kap (mivel sűrűbb), de nem tartalmaz több információt, mint az optimális felbontással szkennelt (ez megfelel a képen alkalmazott kezeléseknek). 50 dpi-vel a következő táblázatban).

Illusztrációink alátámasztásaként egy madagaszkári kaméleonfotó papírnyomtatását vesszük.
A bal oldali oszlop képeit úgy kapjuk meg, hogy ugyanazt az 1 centiméteres négyzetet (1 hüvelyk = 2,54 cm vagy 1 cm = 0,4 hüvelyk) különböző felbontásokkal oldalt pásztázzuk, a középső oszlop adja meg a kép méretét, a jobb oldali oszlop a következőkből interpolált képekből áll: a kép 50 dpi-vel szkennelve:

50 dpi (0,4 * 50) * (0,4 * 50) = 387 pont

100 dpi (0,4 * 100) * (0,4 * 100) = 1550 pont

200 dpi (0,4 * 200) * (0,4 * 200) = 6200 pont

300 dpi (0,4 * 300) * (0,4 * 300) = 13 950 pont

400 dpi (0,4 * 400) * (0,4 * 400) = 25 600 pont

600 dpi (0,4 * 600) * (0,4 * 600) = 55 800 pont

A beolvasáshoz használt anyagra vonatkozó korlátozások mellett figyelembe kell venni a beolvasandó kép korlátait is: ez különösen igaz a nyomtatott képek esetében: a magas beolvasási felbontás nem ad jobb minőséget a kép (a részletek nagyobb finomsága), de feltárja a nyomtatás átvilágítását. Amint az a következő két képen látható, a normál minőségű nyomtatás beolvasása (például időszaki kiadványokhoz) 300 dpi-s felbontású képet mutat.

Magazinfotó beolvasásával nyert képek:

Ezért meg kell találnunk a megfelelő egyensúlyt a képminőség és a súly között. Az egyensúlyt meghatározó kritériumok valójában a képek felhasználásának jellegéhez kapcsolódnak. A "szokásos" kompromisszumok a következők:

• a képernyő megjelenítéséhez: 72 dpi felbontás (képernyő felbontás);
• nyomtatáshoz: 300 dpi felbontás (Megjegyzés: nagyon ügyes nyomatok esetén általában a nyomtató képernyőjének (lpi) 1,5–2-szeres felbontását vesszük).

A dinamika

A kép dinamikája a használható színtartomány mértéke. Összekapcsolódik az egyes színek kódolásának hosszával:

• ha egy színt egyetlen bit képvisel, két lehetséges érték lesz: 0 vagy 1, vagyis fehér vagy fekete. A képről azt mondják, hogy bináris.
• ha egy bájton egy színt ábrázolunk (8 bit), akkor 2 8 = 256 lehetséges színünk lesz. Ez a helyzet az úgynevezett "hamis színes" vagy "paletta" képek (például GIF formátum) és a "szürkeárnyalatos" képek esetében.
• végül "igazi színekről" beszélünk, amikor egy byte-ot használunk az egyes komponensek tárolására a színábrázolási térben (piros - zöld - kék) 2 8 * 2 8 * 2 8 = 16 millió szín lesz lehetséges, de mindegyik pont 3 bájton lesz kódolva.

Térjünk vissza például az 1 cm-es oldal képére, 300 dpi-vel szkennelve; láttuk, hogy 13.950 pontos mátrix képviseli:

• binárisban a mérete 13 950 bit, azaz 1743 bájt lesz
• 256 színben (vagy 256 szürke szinten) mérete 13 950 bájt lesz
• "igazi színekben" 41 850 bájt méretű lesz

Meghatározzuk a legmegfelelőbb kódolási hosszat a digitalizálandó objektum jellege szerint:

• ha fekete-fehérben nyomtatott dokumentumról van szó, fényképek reprodukálása nélkül, akkor a bináris (vagy "vonalas") szkennelés és a bináris kódolás nagyon jól fog működni,
• ha ez egy egyszerű kép (logók, diagramok, grafikák és görbék.) vagy összetett dokumentum, de fekete-fehérben: inkább 256 színű vagy szürke szintű kódolást választunk,
• végül, ha fénykép vagy kibővített színtartományú kép, akkor 16 millió színű kódolást választunk.

Az alábbi táblázat áttekintést nyújt arról, hogy a dinamikai paraméter variációja mit eredményez ugyanazon a 300 dpi-n szkennelt képen:

fekete és fehér (2 kb)

256 szürke szint (17 kb)

256 szín (10 kb)

16 millió szín - tömörítve (19 kb)

16 millió szín - tömörítetlen (30 KB)

---