Обработка изображений в Matlab: Методические рекомендации по выполнению лабораторной работы, страница 2

2.  Чем цифровое изображение отличается от аналогового  (непрерывного)?

3.  Перечислите основные характеристики цифровых изображений.

4.  Что такое глубина цвета изображения?

5.  Какое изображение называют полутоновым?

6.  Чем отличаются цветовые схемы излучающего объекта и отражающего свет объекта?

7.  Перечислите основные цветовые схемы. Дайте им краткое объяснение.

8.  Поясните системы кодирования цветных изображений  RGB и CMYK.

9.  Что такое  разрешение  изображения?    Поясните смысл этой характеристики.

10.  Для чего предназначена обработка  изображений?  Перечислите основные методы обработки изображений.

11.  Загрузите файл – изображение   'pout.tif ', выведите  изображение, получите его гисто  грамму, проведите выравнивание контраста данного изображения.

12.  Что такое бинарное изображение?  Получите  бинарное изображение для 'pout.tif '.

13.  Наложите на 'pout.tif '  гауссовский шум и проведите фильтрацию с контролем результатов.

14.  Загрузите  и просмотрите изображение из файла ‘simulinkteam.jpg’.   Продемонстрируйте  просмотр изображения с уменьшенным числом цветов.

Приложение   1.   Краткие сведения о характеристиках  двумерных изображений, методах их представления и обработки.

1.      Определение  и характеристики цифрового изображения

       В широком смысле изображение – это то, что видит человек. В более узком смысле монохромное (черно – белое) двумерное изображение – это функция двух вещественных переменных f(i,,j), где  f - интенсивность или яркость изображения в точке (i, j) – рис.1

 

Рис.1.

Реальные изображения  f(i,,j), являются непрерывными функциями аргументов, т.е. непрерывным двумерным сигналом.  При обработке на компьютере изображение должно быть дискретизировано и квантовано. Такое изображение называют цифровым.  Для преобразования (оцифровки) изображений используются аналогово-цифровые преобразователи (АЦП).  При равномерном квантовании изображений используется не менее 64 уровней квантования. Цифровое изображение представляется массивом дискретных отсчетов. Наиболее распространенным устройством для оцифровки изображений является сканер.

Если  ,  то математически  цифровое  изображение может быть представлено как матрица интенсивностей, где элемент матрицы называется пикселом (pixel – picture element)

.

Интенсивность пиксела может выражаться  вещественным или целым числом. Относительная интенсивность в вещественных числах обычно изменяется от 0 до 1, в целых числах от 0 до 255.  При этом 0 соответствует  уровню черного, а 255 – уровню белого.

            Основными характеристиками цифровых изображений являются:

• Размер изображения.
• Количество цветов (глубина цвета):  определяется количеством бит, выделяемым для хранения цвета и обычно кратно степени 2. Глубина цвета определяет, как много цветов может иметь один пиксел. Если для хранения информации о цвете достаточно одного бита, то такое изображение называется бинарным.  Для полутоновых изображений (gray scale, gray level) обычно используется глубина 8 бит.  Количество возможных цветов при этом равно  . Для хранения цветных изображений, как правило,  используют 24 бит по 8 бит на каждый их трех цветовых каналов (например,  красный R, зеленый G  и голубой B).  При глубине 24 бит количество цветов превышает 16 миллионов. Это превышает способность глаза человека разрешать цвета.
• Разрешение, которое обычно измеряется количеством  точек  или пикселов  на дюйм (dpi, dot per inch). Например, на экране монитора разрешение обычно составляет 72 dpi, при выводе на бумагу  600 dpi.

1.   Кодирование  цветных изображений
             Цвет – это феномен, который является результатом взаимодействия света, объекта и прибора (наблюдателя).  Экспериментально установлено, что любой цвет можно представить в виде суммы (смеси) определенных количеств трех линейно независимых цветов. Линейно независимыми являются цвета, которые не могут быть получены в виде суммы двух других цветов.  Таких групп  линейно независимых цветов существует бесконечно много, но широко используются только некоторые из них. Три линейно независимых цвета называют первичными цветами. Они определяют цветовую координатную систему (ЦКС) или цветовую схему, т.е.  набор первичных цветов для получения остальных цветов.

Цветовые схемы подразделяются на две разновидности:  цветовые схемы от излучаемого света и от отраженного света. Примером первой является экран монитора, а второй – бумага с нанесенной на неё краской.  Ниже кратко описаны главные цветовые схемы.

Система RGB. Её первичными цветами являются красный (Red) с длиной волны 700,0 нм, зеленый (Green) с длиной волны 546,1 нм и синий (Blue)  с длиной волны 435,8 нм.  Система RGB является аддитивной. При этом тот или иной цвет получается сложением первичных цветов. Отсутствие всех цветов дает черный цвет, а равномерная смесь всех первичных цветов – белый цвет. Система RGB как система аддитивных цветов с излучаемым светом используется, например, в мониторах компьютеров.