¿Cuáles son los pasos involucrados en el proceso de digitalización?
Para procesar imágenes en una computadora, las imágenes reales (fotografías, ilustraciones, libros, dibujos, etc.) primero deben digitalizarse en un formato de visualización y almacenamiento aceptable para la computadora, y luego analizarse y procesarse por el ordenador. El proceso de digitalización de imágenes se divide principalmente en tres pasos: muestreo, cuantificación y codificación
1. La esencia del muestreo es cuántos puntos se utilizan para describir una imagen. La calidad del resultado del muestreo se mide mediante la resolución de la imagen mencionada anteriormente. En pocas palabras, para una imagen continua en un espacio bidimensional, en las direcciones horizontal y vertical. se divide en estructuras de malla rectangulares a intervalos iguales, y los pequeños cuadrados formados se denominan píxeles. Una imagen se muestra en un conjunto de píxeles limitados. Por ejemplo: una imagen con una resolución de 640 * 480 representa esto. Una imagen se compone de 640. *480=307200 píxeles Como se muestra en la Figura 2-2-15, la imagen de la izquierda es el objeto que se va a muestrear y la imagen de la derecha es la imagen de muestra.
El. La frecuencia de muestreo se refiere al número de muestras en un segundo, lo que refleja el tamaño del intervalo entre los puntos de muestreo. Cuanto mayor sea la frecuencia de muestreo, más realistas serán las muestras de imagen obtenidas y mayor será la calidad de la imagen, pero los requisitos. capacidad de almacenamiento de Cuanto más rica es, menor debe ser el intervalo de muestreo. Dado que el muestreo de imágenes bidimensionales es una generalización unidimensional, de acuerdo con el teorema de muestreo de señales, para restaurar con precisión las imágenes a partir de muestras de muestreo, Nyquist. Se puede obtener el muestreo de imágenes Teorema: la frecuencia de muestreo de la imagen debe ser mayor o igual al doble del componente de frecuencia más alta de la imagen de origen
2. Cuantización La cuantización se refiere al rango de valores que se utilizarán para representar cada punto después del muestreo de la imagen. El resultado de la cuantificación es el número total de colores que la imagen puede acomodar, lo que refleja la calidad del muestreo. El punto se almacena en 4 bits, lo que significa que la imagen solo puede tener 16 colores; si se usan 16 bits para almacenar un punto, hay 216 = 65536 colores. Por lo tanto, el número de bits de cuantificación es cada vez mayor, lo que significa que. la imagen puede tener más colores y, naturalmente, se pueden producir imágenes más detalladas. Sin embargo, el problema básico de ambos es el equilibrio entre los efectos visuales y el espacio de almacenamiento. una foto en escala de grises en blanco y negro, porque sus cambios en escala de grises en las direcciones horizontal y vertical son todos continuos y se puede considerar que tienen innumerables píxeles, y el valor de gris en cualquier punto puede tener infinitos valores posibles de negro a blanco. La simulación se puede simular muestreando a intervalos iguales a lo largo de las direcciones horizontal y vertical. La imagen se descompone en un número finito aproximado de píxeles y el valor de cada píxel representa la escala de grises (brillo) del píxel. su valor se convierte en un número limitado de valores posibles. Después de dicho muestreo y cuantificación, una imagen que representa un número finito de píxeles discretos en el espacio y un número limitado de valores discretos posibles en escala de grises se denomina imagen digital. Si hay suficientes puntos de muestreo en las direcciones horizontal y vertical y el número de bits de cuantificación es lo suficientemente grande, la calidad de la imagen digital no es menor que la de la imagen analógica original. El número de valores discretos determinados durante la cuantificación se denomina nivel de cuantificación. El número de dígitos binarios necesarios para representar el valor de color cuantificado (o valor de brillo) se denomina longitud de palabra de cuantificación; generalmente se pueden utilizar longitudes de palabra cuantificadas de 8 bits, 16 bits, 24 bits o superiores para representar el color. la imagen; cuanto mayor sea la longitud de la palabra cuantificada, más fielmente se podrá reflejar el color de la imagen original, pero la capacidad de la imagen digital resultante será mayor. Por ejemplo: Figura 2-2-16, la curva de continuidad. valor de gris de la imagen a lo largo del segmento de línea AB (imagen de la izquierda) (imagen de la derecha), el valor del blanco es el más grande y el valor del negro es el más pequeño
Primer muestreo: el muestreo se realiza a intervalos iguales a lo largo del segmento de línea. AB, y los valores muestreados se distribuyen continuamente en valores de escala de grises, como se muestra en la imagen izquierda de la Figura 2-2-17. Recuantización: los valores continuos en escala de grises se digitalizan (8 niveles de regla de nivel de escala de grises); se muestra en el lado derecho de la Figura 2-2-17
3. Codificación por compresión
La cantidad de datos de imágenes obtenidos después de la digitalización es muy grande y se debe utilizar tecnología de codificación para comprimir la cantidad de información. En cierto sentido, la tecnología de codificación y compresión es la clave para la transmisión y la transmisión de imágenes. almacenamiento.