ZPRACOVÁNÍ OBRAZU přednáška 4

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "ZPRACOVÁNÍ OBRAZU přednáška 4"

Adam Sedlák
před 7 lety
Počet zobrazení:

1 ZPRACOVÁNÍ OBRAZU přednáška 4 Vít Lédl vit.ledl@tul.cz TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI Fakulta mechatroniky, informatiky a mezioborových studií Tento materiál vznikl v rámci projektu ESF CZ.1.07/2.2.00/ , který je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem ČR

2 OBRAZ Obraz - spojitá skalární f-ce (objemové obrazy tomograf) f (x, y,t) 2D intenzitní signál, možné i s vývojem v čase Hodnoty obrazové f-ce odpovídají jasu Obtíže, množství dat, perspektiva, šum Vzorkuje se prostorově rozloženými fotocitlivými elementy Digitalizovaná data PIXEL - picture element Dále nedělitelná nejmenší část obrazu Pixel x photosite ZPRACOVÁNÍ OBRAZU přednáška 4 2

3 OBRAZ PŘÍKLADY 3

4 OBRAZ DIGITALIZACE Vzorkovací mřížka Počet obrazových bodů Vzorkovací kritérium Prostorové frekvence Kvantování jas >> signál, Černobílý obraz, aproximace signálu Barevný obraz Binární obraz Nepřímé barvy, barevná věrnost 4

5 OBRAZOVÉ MŘÍŽKY - USPOŘÁDÁNÍ Různé tvary, L, čtverec, obdélník, šestiúhelník Okolí uspořádání Vzorkovací kritérium vzdálenost mezi vzorky (Shanonovo kritérium) 5

6 VZORKOVÁNÍ PŘÍKLAD x x 128 6

7 VZORKOVÁNÍ PŘÍKLAD x x 64 7

8 VZORKOVÁNÍ PŘÍKLAD x x 32 8

9 KVANTOVÁNÍ PŘÍKLAD úrovní 64 úrovní 9

10 KVANTOVÁNÍ PŘÍKLAD úrovní 16 úrovní 10

11 KVANTOVÁNÍ PŘÍKLAD úrovní 4 úrovně 11

12 VLASTNOSTI DIGITÁLNÍHO OBRAZU Rozlišení prostorové, plošné řádek, sloupec Rozlišení jasové Rozlišení spektrální, (stupně šedi) Sekvence rozlišení časové 12

13 DIGITÁLNÍ OBRAZY Binární Šedotónový Barevný Nepravé barvy 13

14 FORMÁTY DIGITÁLNÍHO OBRAZU Černobílé : - binární - šedotónové - 8bit, 10bit,... Barevné: RGB - 3x8bit, i více... RGB + průhlednost další: CMY, HSV,... Nekomprimované x Komprimované Formáty, BMP, TIFF, (BEZEZTRÁTOVÁ KOMPRESE) JPG, GIF ZPRACOVÁNÍ OBRAZU přednáška 4 RAW - format 14

15 NÁROKY NA PAMĚŤ 8-bitů na pixel (1 byte) uloží 256 odstínů šedi, a 24-bitů na pixel (3 bytes) trichromaticky uloží 16 milliónů barev 1 stránka A4 při 300 DPI v 8 bitech tj. 256 úrovní šedi má 8,3 megabajtů 15

16 VZDÁLENOST V OBRAZE Funkce D se nazýva vzdáleností, když D p, q ( )! 0 D( p, q) = 0 D p, q ( ) = D q, p ( ), speciálně, (identita)., (symetrie). D p,r ( )! D p, q ( ) + D q, r ( ), (trojúhelníková nerovnost). 16

17 D E D 4 D 8 (( x, y), ( h, k) ) = x! h ( ) 2 + ( y! k) 2 (( x, y), ( h, k) ) = x! h + y! k (( x, y), ( h, k) ) = max x! h, y! k ZPRACOVÁNÍ OBRAZU přednáška 4 DEFINICE VZDÁLENOSTI VE ČTVERCOVÉM RASTRU Euklidovská vzdálenost Vzdálenost městských bloků (vzdálenost na Manhattanu) Vzdálenost na šachovnici (z pohledu šachového krále) { } D E D 4 D 8 17

18 HRANICE OBLASTI Hranice oblasti je množina pixelů oblasti majících alespoň jednoho souseda nepatřícího do oblasti. Spojitá obrazové funkce >> nekonečně tenká hranice. V digitálním obraze má hranice konečnou tlouštku. Je nutné rozlišovat mezi vnitřní a vnější hranicí. Hranice oblasti (border) hrana (edge) hranový bod (edgel). 18

19 BAREVNÉ SYSTÉMY REPREZENTACE Aditivní, subtraktivní 19

20 Jas x četnost HISTOGRAM Ekvalizace + vyhlazování 20

21 ZPŮSOBY SNÍMÁNÍ OBRAZU Videometrie zpracování obrazu Zjišťuje se poloha, rozměry atd. Jednorozměrné pole informací Dvourozměrné pole informací Vícerozměrné pole informací 21

22 POLE OPTOELEKTRONICKÝCH SENSORŮ Pole diskrétních sensorů fotodiod, MOS fototranzistory Jsou integrovány na jednom čipu Čtení sekvenční náhodné Sekvenční vidicon CCD Náhodné CMOS, pole fotodiod, co se tím myslí (RAM) Fotonásobiče, pole fotonásobičů, image intensifiery 22

23 POLE OPTOELEKTRONICKÝCH SENSORŮ II Jednorozměrné, lineární, 1D linear array Rychlé i 100 KHz, velký DR (i jiné tvary) Dvourozměrné 2D, až KFPS spíš míň Lze snímat 2D s 1D snímačem scannery Nebo 2D s bodovým snímačem 23

24 FOTOELEMENTY - CHARAKTERISTIKY Vycházíme z rozměrů a tvaru obrazové mřížky Rozměr photosite, rozlišení prostorové Počet x počet y, M x N, rozměr Δx, Δy Δx = Δy Citlivost Spektrální citlivost Omezení pro určité vlnové délky Rozlišení jasů 24

25 HISTORIE SNÍMÁNÍ 25 25

26 Praktické ukázky 26

Podobné dokumenty

Grafika na počítači. Bc. Veronika Tomsová

Grafika na počítači. Bc. Veronika Tomsová Grafika na počítači Bc. Veronika Tomsová Proces zpracování obrazu Proces zpracování obrazu 1. Snímání obrazu 2. Digitalizace obrazu převod spojitého signálu na matici čísel reprezentující obraz 3. Předzpracování