A digitlis kpfeldolgozs alapjai Digitlis kpfeldolgozs A digit
- Slides: 59
A digitális képfeldolgozás alapjai
Digitális képfeldolgozás A digit szó jelentése szám. A digitális jelentése, számszerű. A digitális információ számokká alakított információt jelent. A számítógép a képi információkat is digitális adatokként kezeli, így a kép minden jellemzőjéhez valamilyen számot rendel.
Digitalizálás A fotó vagy grafika digitalizálásakor az eredeti egy adott pontjáról mintát veszünk, majd a választott színrendszernek megfelelően a pont színével és árnyalatával arányosan létrehozunk egy számértéket. Ezek a pontok az eredeti pont síkbeli helyzetének megfelelően, egy kétdimenziós táblázatba helyezve kapjuk meg a digitális képet. Minden képpont (pixel) elérhető a koordinátája alapján.
A képdigitalizálás lépései 1. Mintavételezés • A mintavételezés célja a digitális képpontok létrehozása (az analóg kép egyes képelemeinek a digitális képpontokhoz való hozzárendelése) • A mintavételezéskor a lapolvasó felbontásának szabályozásával állítható be a digitális kép felbontása (vagyis a mintavételezés pontossága) • A mintavételezés során gyakorlatilag egy képpontokat leíró rács létrehozása történik meg (képfelbontás) 2. Kvantálás • A lapolvasó a kvantálás során határozza meg az egyes analóg képelemek szín- és fényesség-információit • Kvantálás az egyes (mintavételezéskor meghatározott) rácspontokra eső képelemek színének és fényének összegzése • Szkenneléskor a színmélységet célszerű magas (16 -32 bit) értékre állítani
Digitalizálás Digitális kép keletkezhet: Szkenneléssel Digitális fényképezéssel Digitális videóval Rajzolással Digitalizáló táblával
Szkenner A scanner feladata: a látható információt digitális információvá alakítja át. A képdigitalizáló lehetővé teszi, hogy ábrákat, szöveges dokumentumokat képként a számítógépbe juttassunk. Amennyiben szöveget digitalizálunk vele, akkor abból még csak kép lesz, amit OCR programmal át lehet alakítani szöveggé.
Szkenner típusok Rollszkenner: A képet a szkenner húzza keresztül az olvasó egység felett a kép mozog. Kézi szkenner: A szkennert kézzel kell a képen végighúzni. Síkágyas szkenner: A képet a tárgytartó üvegre kell rakni, és az olvasó egység halad alatta végig. A jobb készülékekhez dia feltétet is adnak, vagy az opcióként külön megvehető. Optikai felbontása általában 2200 x 4800 dpi, míg színmélysége 48 bit körül van. Diaszkenner: Csak dia és fotónegatív beolvasására használható. Az optikai felbontása 1800 x 1800 dpi (4, 2 millió pixel), míg szoftveresen akár 19200 x 19200 dpi-vel is elboldogul. Dokumentumszkenner: nagy mennyiségű dokumentumok beolvasására lettek kifejlesztve. Az így beolvasott dokumentumokat archiválási célokra mentik le, vagy OCR (karakterfelismerő) alkalmazásoknak adják tovább, ezek a beolvasott képfájlt karakteres anyaggá konvertálják vissza. Könyvszkenner: automatikus lapozás révén képesek komplett könyveket beolvasni. felbontásuk: 300 -650 dpi és képesek egyetlen óra alatt egy 2400 oldalas könyvet is beolvasni.
Szkennerek tulajdonságai Felbontás: A képdigitalizáló felbontása attól függ, hogy egy adott területet hány képpontra tud bontani. A felbontást a dpi mértékegységgel szokás megadni A problémát az jelenti, hogy a valóság átmenet nélküli színeit kell leképezni korlátozott számú színre, másrészt a szkennerek optikai felbontása is korlátozott. A legmodernebb szkennerek képesek a több ezer dpi-s felbontásra is. Optikai felbontás: az optikai felbontás a szkenner által valóban megkülönböztethető képpontok száma. Interpolált felbontás: megmutatja a gép felbontási-teljesítményét. Színmélység: A lapolvasók szinte mindegyike 16 millió színnel dogozik, ami megegyezik a 24 bites színmélységgel. Ennél több színmélységre, illetve színre nincs szükség, hisz az emberi szem azt már úgysem tudja megkülönböztetni.
Szkenner működése
Digitális rajztábla
Digitális fényképezőgép
CCD vs. CMOS CCD : Charge-Coupled Device (töltés-csatolású eszköz) CMOS : Complementary Metal Oxide Semiconductor (komplementer fémoxid félvezető) Előnyök és hátrányok CCD Kiváló minőség, forráshűség +++ Nagy dinamikatartomány ++ Kicsi zaj ++ Bonyolult (= drága) -További feldolgozóegységeket igényel (= nagy, nehéz) -CMOS Kis méret és fogyasztás +++ Integrált funkciók ++ Alacsony ár ++ Gyorsabb mint a CCD ++ Rosszabb a reakcióideje, így a mozgóképet könnyen elmossa -Zajosabb kép, gyengébb forráshűség --
CCD vs. CMOS Elmondhatjuk, hogy a nagyon magas képminőséget igénylő alkalmazások esetén, mint a professzionális fotózás, nagy teljesítményű szkennerek stb. esetén, valószínűleg maradnak a bonyolult felépítésű és viszonylag magas fogyasztású CCD-k, míg az átlagos képminőséget igénylő készülékek lelkét a CMOS többnyire el fogja hódítani. A CMOS rengeteget fejlődött az utóbbi időben, ma már néhány professzionális digitális fényképezőgépben is előfordul. Pl: Canon EOS 1 Ds Mark II, 17, 2 megapixeles professzionális digitális fényképezőgépe. A mobiltelefonok esetén különösen kritikus a helykihasználás, és az alacsony fogyasztás, így valószínűleg csak egyes különleges, high end készülékekben találkozunk majd a CCD-vel, mivel sok energiát fogyaszt.
Vektor és pixelgrafika Vektorgrafikus kép Pixelgrafikus kép
Vektorgrafika alkalmazási területei • Mérnöki tervezés (CAD) • Térképészet (GIS) • Kiadványszerkesztés (DTP Desk Top Publishing) • Animáció és filmgyártás
Vektorgrafika Jellemzői: • a megjelenített kép elemeit a szg. matematikailag leírható vonalakra görbékre bontja, majd ezek egyenleteit tárolja • a programok így felületeket színeznek • az árnyalatokat nehézkesen kezeli • nagyításkor a felbontás nem romlik mivel csak a csomópontok koordinátái változnak, maga a képet leíró függvény nem • betűtípusok is ilyenek (True. Type)
Pixelgrafika Jellemzői: • Alapegysége és a felbontás egysége a képpont vagy PIXEL; • a képek külön tárolt képpontokból épülnek fel; • minden képpont tulajdonságait numerikus értékek határozzák meg (színmélység); • korlátlan színhasználat; • a pixelméret csak bizonyos határok között módosítható; • képméret változáskor minőségromlás; • a képeknek nagy a helyigénye; • A képminőséget befolyásoló tényezők: színmélység felbontás
Színmélység o A számítógép a képi információkat is digitális adatokként kezeli, így a kép minden jellemzőjéhez valamilyen számot rendel
Felbontás Ha egy kép 300 DPI-s, akkor 1 inch hosszon 300 képpontból áll! 1 inch=2, 54 cm ? pont DPI (pont per Inch)
Felbontás • Minél nagyobb a felbontás annál nagyobb a kép mérete! • A felbontás 2 x-es növelésével a kép mérete a négyzetesen nő! • A nagy felbontású képek csak normál felbontásban látszanak a képernyőn! Ennek feldolgozása időt vesz igénybe. Következmény, lassú megjelenés. • Képernyőképek esetében a 72 DPI-s felbontást használjuk a méret és a megjelenési idő miatt. • Nagyfelbontású képeket nyomdai alkalmazásra, archiválásra, vagy egyéb speciális feladatokhoz használunk.
Képfelbontás
Kimeneti felbontás
Kimeneti felbontás
A pixelgrafika alkalmazási területei • DTP (Desk Top Publishing) • Retusálás • Képmanipulálás • Nyomdai előkészítés • Reklám • Plakát • Címlapok
A pixeles és a vektoros kép különbségei: A pixeles vagy rasztergrafikus kép pixelekből áll, egész képként kezelhető, a rajzi részek egymástól elválasztott külön elemekre nem bontható. A vektoros grafika matematikai módszerekkel leírt függvény, elemei külön is megváltoztathatók. A pixeles kép minőségromlás nélkül csak korlátozottan nagyítható vagy kicsinyíthető. A vektorgrafika matematikai módszerekkel leírva és a tényleges kép A vektoros kép korlátlanul nagyítható. A pixeles kép tárolási mérete erősen függ a színmélységtől, a kép fizikai méretétől és a felbontástól. A vektoros kép mérete és színezése nem befolyásolja lényegesen a méretet. A pixeles kép feldolgozásának a mérete szabhat határt, gond lehet a memória, a tárolás. A vektoros kép bármikor átalakítható pixelessé. A vektorgrafikus programok egyszerű exportálással, a megfelelő felbontási paraméterek meghatározásával, képesek a vektorgrafikát pixeles grafikává alakítani. A pixeles képek csak speciális programokkal alakíthatók, korlátozott módon vektorossá.
Képábrázolási módok Bittérképes kép: • az egyes képpontokhoz tartozó információt egy bit hordozza (tusrajz) ezért csak 2 szín fordulhat elő a fekete és a fehér
Képábrázolási módok Szürkeárnyalatos kép: • csak a szürke és árnyalatai jelenhetnek meg egyszerre legfeljebb 256 árnyalat • a kép pontonként 8 biten ábrázolható (FF fénykép)
Képábrázolási módok Színpalettás kép: • 256 (8 bit) szín jeleníthető meg egyszerre
Képábrázolási módok Valódi színezetű (true color) kép: • az egyes képpontokhoz tartozó információt 24 bit hordozza • összesen 16 millió szín jelenhet meg adott pillanatban
Mi a fény? A Napból érkező elektromágneses sugárzás adott hullámhossz tartománya. A látható elektromágneses sugárzás spektruma 380 -780 nanométer.
A szem • Szem csapok pálcikák színérzékelés fényérzékelés
Miért…?
Hogyan viselkednek az anyagok a fénnyel szemben? • Színérzékelés elnyelődés hőenergia áteresztés visszaverődés színezett anyag • Az elnyelt és visszaverődött fény mennyisége függ a hullámhossztól SZÍN
A tárgyak visszaverik a fehér fényből azt az összetevőt, amelyiket maguk is tartalmazzák Az alma visszaveri a fehér fényből a vörös összetevőt, ez a vörös fény jut a szemünkbe, ezért látjuk vörösnek az almát. A sárga gyümölcs a fehér fény vörös-zöld-kék összetevőjéből elnyeli a kéket és visszaveri a zöldet és vöröset. A szemünkben ez a két fényszín sárga színérzetet kelt.
Színészlelés • Színemlékezet: • Világosabb tárgyak világosabbnak sötétebbek még sötétebbnek hatnak emlékezetünkben • Színkultúra: • Eszkimók 23 féle nevet használnak a fehér színre • Érzelmi hatás: • hideg - meleg színek
Színelmélet Newton, prizmakísérlete: • a fehér fény színek keverékéből jön össze • a komponensek egymás ellentétei
Színelmélet Thomas Young (1802): • három szín alapelve (vörös, zöld, ibolya) • szem színérzékelése • a színek különböző hullámhosszúságú fénysugarak az emberi szem egyszerre több hullámhosszon is érzékel, így az összhatás adja meg az adott színt A színtanban lévő két leggyakoribb modell: ADDITÍV (RGB) az eredő fehér SZUBTRAKTÍV (CMYK) az eredő fekete
Színmodellek ADDITÍV (RGB) az eredő fehér Sárga Cián Kék Bíbor Vörös Zöld Vörös or b í Sárga B SZUBTRAKTÍV (CMYK) az eredő fekete Kék Ciá n
Színbontás
Színbontás
CIE L*a*b színmodell A LAB színtérben ábrázolhatóak a HSB színtér tulajdonságai
CIE L*a*b színbontás
Gamut Szkenner RGB Monitor RGB Duoproof RGB Inkjet CMYK Ofszetnyomtatás CMYK Hexachrom ofszet A gamut az egyes berendezések színképzési tartományát jelenti a Lab színrendszerhez képest.
Gamut Az eltérés oka, hogy a csapok érzékenységi tartománya nem határolódik el élesen egymástól, hanem átfedi egymást. Csak egy keskeny tartományban érzékel azonos színeket.
A színérzékelés sémája A beérkező színinger spektruma A pálcikák fényérzékenysége napfénynél A spektrum fényenergiája a receptorokon keresztül vándorol idegimpulzusként az agyba. A receptorok legmagasabb érzékenységi tartományában (itt a vörös szín) a spektrális fényenergia erősebb idegimpulzust hív elő, mint a szomszédai. Először az agyban keletkezik a tényleges szín. A csapok és pálcikák együtt „számolják” ki a látott színhatást.
Mi a megoldás? A szem hibáinak kiküszöbölésére az ideális színekre támaszkodó eddigi színrendszerek nem adtak választ. Ezt oldja meg az HSB (HSL) színrendszer, ami az emberi színlátás komplett modellje. Alapja a: Világosság (Brightness, Lightness) Telítettség (Saturation) Szín (Hue)
A HSB színmodell A HSB színrendszer képes leírni a szkenner, a monitor, a nyomat azaz az RGB, a CMYK körülményeit a Lab színrendszer segítségével.
A színek jellemzői Fényerő (brightness): • A fényerő mértéke megmutatja, hogy az adott szín mennyi fényt tükröz vissza illetve ereszt át Árnyalat (hue): • Az árnyalat határozza meg a szín pontos helyét a színskálán, azaz magát a színt Telítettség (saturation): • Az adott színben levő szürke mennyiségét jelenti. Minél kevesebb a szürke mennyisége annál tisztább, telítettebb a szín. A telített színek nem tartalmaznak szürkét vagy feketét. Áttetszőség (opacitás): • Festékek jellemzője, azt mutatja meg az alatta levő festékréteg mennyire üt át
Digitális képformátumok Milyen formátumot válasszunk? • milyen módon szeretnénk a képet megjeleníteni (nyomtatás, képernyő) • milyen további platformokon akarjuk a képet megjeleníteni • akarunk-e vagy kell-e konvertálnunk más formátumba • tömörítés és kódolás lehetősége • hírközlésben akarjuk-e továbbítani • nyomdai munkálatokhoz használjuk-e
Digitális képformátumok TIFF(Tagged Image File Format) • operációs rendszer független, • hardver független, • alkalmas bináris, vonalas, szürkeségi fokozatokat tartalmazó képek mentésére, (mind a 4 képábrázolási módban) • Alkalmas RGB és CMYK színtérben készített képek tárolására, • veszteségmentes tömörítési lehetőség (LZW compression), • engedi a képi információktól eltérő adatok (pl. nyomtatási beállítások, színkorrekció, szöveg) mentésének lehetőségét • kiterjesztése. TIF
Digitális képformátumok BMP • a DOS és Windows op. rendszerek általános képformátuma, mentéskor megadhatjuk a kimeneti op. r. típusát (Windows OS/2 • színmélység 1, 8, 16, 24 bit, (kezdetben csak 16 bit volt) • veszteségmentes tömörítési lehetőség (RLE) • Nem támogatja a CMYK színteret, csak RGB képek mentésére használható Kiterjesztés: BMP.
Digitális képformátumok JPEG (Joint Photographic Experts Group) • veszteséges tömörítési eljárással készül, • tömörítési arány: 1: 5; 1: 15 , • A tömörítés lényege: az emberi szem kevésbé érzékeny a színkülönbségekre mint a világossági szint változásaira (színkivonás). • A JPEG eljárás 8 pixeles mátrixokban elemzi és cseréli az ismétlődő, hasonló pixeleket. • több minőségi faktorban menthető el, • csak részletgazdag nagyobb méretű képek esetén használjuk, • nyomdai feldolgozásra nem nyomtatásra részben ajánlott, • mérete miatt kiválóan alk. képernyőn ill. Interneten való, megjelenítésre, • kiterjesztése. JPG
JPEG tömörítés 1. A JPEG eljárás először YUV szín-koordinátarendszerbe transzformálja a képfájlok RGB színinformációit, majd elválasztja egymástól a világosság- és a színkódokat. 2. A második lépésben az eljárás csökkenti színinformációt. Ez a JPEG nyelvezetben "4: 2: 2" csak vízszintesen megfelezett színinformáció -, vagy "4: 1: 1" -vízszintesen és függőlegesen megfelezett színinformáció - beállítást jelent. Az eredeti képfájlban minden képpontnak van egy világosság- és a két színkódja. A 4: 2: 2 beállításnál két képpont színkódjai közül az egyik elmarad, vagyis a két egymás utáni képpontnak azonos színkódja van. Megváltozik ugyan a kép, de ez alig vehető észre. Ha a világosságkód és a két színkód 4 bites, akkor 4: 2: 2 beállítás esetén a transzformált fájlban két képpontot 24 (12 + 12) bit helyett 16 (12 + 4) bit definiál, tehát a képfájl mérete az eredetinek kétharmadára csökken. A 4: 1: 1 beállításnál az eljárás két sor színkódjait közösen kezeli. Egy képpont színkódja a mellette lévő képpont, az alatta lévő képpont, és az alatta lévő képpont mellett lévő képpont színkódját is definiálja, vagyis négy képpontnak azonos a színkódja. 4: 1: 1 beállítás esetén a transzformált fájlban négy képpontot 48 (12 +12) bit helyett 24 (12 + 4 + 4) bit definiál, tehát a képfájl mérete az eredetinek felére csökken. 3. Az eljárás a következő lépésben, a képfájlban található képpontokat 8 × 8 tagból álló makro -blokkokra bontja, majd elhagyja azokat a frekvencia komponenseket, melyeknek amplitúdója kisebb a paraméterezés alkalmával megadott értéknél. 4. A megmaradt adatokat az eljárás Huffman-kódolással tömöríti. A tömörített fájl tartalmazza a kibontáshoz szükséges összes információt.
Digitális képformátumok PCX • Z-Soft cég fejlesztette ki DOS Windows platformokra, • 8; 24 bites RGB képek mentésére alkalmas, • kiterjesztése. PCX GIF (Graphics Interchange Format) • az Internet legelterjedtebb formátuma, a WEB és HTML on-line rendszerek leíró nyelvet közvetlenül használó raszteres formátum, • 8 bites lehet tömörített formában, • Fejlesztés alatt áll a GIF 24, amely 24 bit színinformáció tárolására is képes. • A képben az algoritmus ismétlődő jelláncokat keres és ezeket egy indexszel jelöli, amit egy hozzárendelt táblázatban tárol. • A GIF transzparens lehet és animálható. • kiterjesztése. GIF
Digitális képformátumok PNG (Portable Network Graphics) 1995 -ben a World-Wide-Web Consortium (W 3 C) a GIF alternatívájaként fejlesztette ki. A cél a GIF és a JPEG tulajdonságainak és lehetőségeinek egyesítése. PNG-8 Formátum: Ez hivatott direkt a GIF kiváltására. Gyakorlatilag ugyanott alkalmazható. • Ugyanúgy csak 256 színt képes kezelni. • 1 bit transzparens lehetősége van • Nem animálható • Veszteségmentesen tömörít, de nem a jogilag védett LZW-algoritmussal PNG-24 Formátum: Inkánbb a JPEG konkurense kíván lenni. • Veszteségmentes (JPEG-gel ellentétben) a tömörítése 24 vagy akár 48 bit színmélységben • 8 bites alfa-csatornát vihet magával transzparens információ számára, ahol rész-transzparencia is lehetséges A PNG előnye még, hogy érzéketlenebb a hibákra, mint a GIF vagy a JPEG. Míg azoknál egy bit-hiba az egész képet tönkreteheti, a PNG-nél csak a hibás tartományra terjed ki a probléma. Hátrány, hogy még nem minden böngésző tudja korrekten megjeleníteni. Éppen a Windows-operációs rendszernél az Internet Explorer szenved a 8 -bites transzparenciával.
Digitális képformátumok EPS (Encapsulated Post. Script File) • Postscript formátumban tárol (egy lapleíró nyelv) • Az Adobe fejlesztése mind raszter, mind vektor adatok tárolására alkalmas. • platformfüggetlen ahol szükség van különböző grafikai (festő-, vektor) programok egymás közti adatcseréjére. • A képi modell alapértelmezésben a lapot 1/72 inch-es felbontással kezeli, tehát rajzoláskor mintha ez a háló lenne a lapon. EPS formátum a • Post. Script adatok becsomagolt formátuma. A Post. Script nyelv gazdag utasításkészlete lehetővé teszi igen bonyolult szöveggel és grafikával • zsúfolt lapok nyomtatását. • A grafika leírása szöveges formában történik. • Kiterjesztése. EPS
Digitális képformátumok PSD (Photo. Shop Draw) • mint a nevéből is kiderül a Photoshop saját adatformátuma. • mind bittérképes, mind tónusos, RGB és CMYK adatok tárolására alkalmas. • A Photoshop saját formátumának előnye a többivel szemben • a gyorsabb lemezkezelés (mentés, töltés), de fő haszna, a rétegek, csatornák, szekciók, stb. tárolása. • Ez is platformfüggetlen, bármely más rendszeren futó Photoshop képes adatot cserélni. • kiterjesztése. PSD
Digitális képformátumok RAW formátum, „digitális negatív” Nyers adatformátum, azt jelenti, hogy az adatok közvetlenül a CCD-képérzékelőből kerülnek feldolgozásra. Az adatok továbbítása az eredeti állapotban történik, nem a digitális kamerában megy végbe az adatfeldolgozás. A RAW fájlok általában kisebbek a TIFF formátumban mentett fájloknál, mert a színadatok ezen a ponton még nem kerültek feldolgozásra. A fájlok megtekintéséhez és szerkesztéséhez, valamint egy megszokottabb formátumban való elmentéséhez speciális program vagy plug-in szükséges. Photoshop-ban a RAW formátumú állományok megnyitáskor a kép adatait a felhasználónak kell megadnia ahhoz, hogy az állományt a program helyesen értelmezze.
Digitális képformátumok CDR, CDT (Corel DRAW, Corel DRAW Template • A CDR és CDT - a Corel. DRAW natív vektoros fájlformátuma. • Tartalmazhatnak beillesztett bittérképes objektumokat is.
- 3 digit addition and subtraction jeopardy
- Multi digit division word problems
- Multiply 3 digits by 2 digits
- How to divide 3 digit numbers by 1 digit numbers
- Lab színrendszer
- Digitlis
- Digitlis
- Veitch tábla
- Krajlic mátrix
- Rendezvények csoportosítása
- Párkeltés
- Dmx vezérlés alapjai
- Könyvelés alapjai
- Számlakeret horizontális tagolása
- Repülés fizikai alapjai
- Cnc programozás
- Odbc_result
- Bérszámfejtés alapjai
- Ekg alapjai
- Tömegspektrometria alapjai
- Bérszámfejtés alapjai
- Cnc maró program
- Kovácsolás alapjai
- Slidetodoc
- Hassal testek
- Turisztikai termékek csoportosítása
- Táblázatkezelés alapjai
- Informatikai biztonság alapjai
- Fuvarszervezés alapjai
- Taylor egyenlet
- Co2 hegesztés alapjai
- Gyökér irén menedzsment alapjai
- Hcf lcm worksheet
- (84-2-1) code for decimal digit 3 is
- 8 digit grid coordinate
- How many significant figures are in 2804
- Binary digit
- Zsigmondy palmer system
- 7세그먼트 주사위
- Write the place value of the underlined digit
- How to multiply three digit numbers
- 451x8
- Diagram venn digit digital digitalize
- Evaluation of bahrick et al 1975
- Terminal digit filing system
- Hkid check digit formula
- What is number system in computer
- Non zero digits are always
- Round to the nearest hundredth
- Natural numbers also known as
- Eva has ordered eight 6 digit numbers
- Missouri s&t 4 digit act code
- Rounding jeopardy
- Digit substitution puzzle
- What is the value of the underlined digit 429
- Gcse
- 2 digit multiplication strategies
- 3 digits money
- Any digit that is not zero is significant
- Uncertainty significant figures