В зависимости от способа формирования изображения компьютерная графика делится на

Обновлено: 01.07.2024

При определении параметров параметрической плоской формы на основе одного изображения с низким разрешением общие парадигмы оценки приводят к неточным оценкам параметров. Причина плохих результатов оценки заключается в том, что стандартные системы оценки не могут моделировать процесс формирования изображения на достаточно детальном уровне анализа. Мы предлагаем новый метод оценки параметров плоской эллиптической формы, основанный на одном ограниченном фотонах изображении с низким разрешением. Наша методика объединяет эффекты нескольких элементов — функции распределения точек, шага дискретизации, шага квантования и фотонного шума — в единую связанную и управляемую статистическую модель. В то время как мы концентрируемся на конкретной задаче оценки параметров эллиптических фигур, наши идеи и методы имеют гораздо более широкую область применения и могут быть использованы для решения проблемы оценки параметров произвольной параметрически представимой плоской формы. Обширные экспериментальные результаты на смоделированных и реальных изображениях демонстрируют, что наш подход дает оценки параметров с беспрецедентной точностью. Кроме того, наш метод предоставляет ковариационную матрицу параметров в качестве меры неопределенности для оцениваемых параметров, а также плоскую доверительную область в качестве средства визуализации неопределенности параметров. Математическая модель, разработанная в этой статье, может оказаться полезной в различных дисциплинах, работающих с изображениями на пределе разрешения.

Полин Труве-Пелоу, Фредерик Шампанья, Ги Ле Беснере и Жером Идье
Ж. Опц. соц. Являюсь. А 31(12) 2650-2662 (2014)

Рейнир Дулман, Монс Клингспор, Андерс Ханссон, Йохан Лёфберг и Мишель Верхаген
J. Опц. соц. Являюсь. 36(5) 809-817 (2019)

Раймонд Г. Уайт и Роберт А. Шовенгердт
Дж. Опц. соц. Являюсь. 11(10) 2593-2603 (1994)

Ссылки

У вас нет доступа к этому журналу по подписке. Списки цитирования с исходящими ссылками цитирования доступны только подписчикам. Вы можете подписаться либо как член Optica, либо как авторизованный пользователь вашего учреждения.

Обратитесь к своему библиотекарю или системному администратору
или
войдите в систему, чтобы получить доступ к членской подписке Optica

Цитируется

У вас нет доступа к этому журналу по подписке. Процитированные ссылки доступны только подписчикам. Вы можете подписаться либо как член Optica, либо как авторизованный пользователь вашего учреждения.

Рисунки (22)

У вас нет доступа к этому журналу по подписке. Файлы рисунков доступны только подписчикам. Вы можете подписаться либо как член Optica, либо как авторизованный пользователь вашего учреждения.

Таблицы (3)

У вас нет доступа к этому журналу по подписке. Таблицы статей доступны только подписчикам. Вы можете подписаться либо как член Optica, либо как авторизованный пользователь вашего учреждения.

Уравнения (107)

У вас нет доступа к этому журналу по подписке. Уравнения доступны только подписчикам. Вы можете подписаться либо как член Optica, либо как авторизованный пользователь вашего учреждения.

Цифровая обработка изображений означает обработку цифрового изображения с помощью цифрового компьютера. Мы также можем сказать, что это использование компьютерных алгоритмов для получения улучшенного изображения или для извлечения некоторой полезной информации.

Обработка изображения в основном включает следующие этапы:

1.Импорт изображения с помощью инструментов получения изображений;
2.Анализ и обработка изображения;
3.Вывод, результатом которого может быть измененное изображение или отчет, основанный на анализе этого изображения.

Что такое изображение?

Изображение определяется как двумерная функция F(x,y), где x и y — пространственные координаты, а амплитуда F в любой паре координат (x,y) называется интенсивностью этой функции. изображение в этот момент. Когда значения x, y и амплитуды F конечны, мы называем это цифровым изображением.
Другими словами, изображение может быть определено двумерным массивом, специально упорядоченным по строкам и столбцам.
Цифровое изображение состоит из конечного числа элементов, каждый из которых имеет определенное значение в определенном месте. Эти элементы называются элементами изображения, элементами изображения и пикселями. Пиксель чаще всего используется для обозначения элементов цифрового изображения.

Типы изображения

ДВОИЧНОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ. Двоичное изображение, как следует из названия, содержит только два пиксельных элемента, т. е. 0 и 1, где 0 означает черный, а 1 – белый. Это изображение также называется монохромным.
ЧЕРНО-БЕЛОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ. Изображение, состоящее только из черного и белого цветов, называется ЧЕРНО-БЕЛОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ.
8-битный ЦВЕТНОЙ ФОРМАТ. Это самый известный формат изображения. Он содержит 256 различных цветовых оттенков и широко известен как изображение в градациях серого. В этом формате 0 – черный, 255 – белый, 127 – серый.
16-битный ЦВЕТНОЙ ФОРМАТ – это формат цветного изображения. Он имеет 65 536 различных цветов. Он также известен как формат высокого цвета. В этом формате распределение цвета не такое, как в изображении в градациях серого.

16-битный формат на самом деле делится еще на три формата: красный, зеленый и синий. Знаменитый формат RGB.

Изображение как матрица

Как мы знаем, изображения представлены в строках и столбцах, у нас есть следующий синтаксис представления изображений:

Правая часть этого уравнения — цифровое изображение по определению. Каждый элемент этой матрицы называется элементом изображения, элементом изображения или пикселем.

ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ЦИФРОВОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ В MATLAB:

В MATLAB начальный индекс равен 1, а не 0. Следовательно, f(1,1) = f(0,0).
отныне два представления изображения идентичны, за исключением смещения начала координат.
В MATLAB матрицы хранятся в переменной, т.е. X,x,input_image и т.д. Переменные должны быть буквами, такими же, как и в других языках программирования.

ЭТАПЫ ОБРАБОТКИ ИЗОБРАЖЕНИЯ:

1. ПОЛУЧЕНИЕ. Это может быть так же просто, как получение изображения в цифровой форме. Основная работа включает в себя:
a) Масштабирование
b) Преобразование цвета (RGB в серый или наоборот)
2.УЛУЧШЕНИЕ ИЗОБРАЖЕНИЯ. Это один из самых простых и привлекательных способов обработки изображений. Его обработка также используется для извлечения некоторых скрытых деталей из изображения и носит субъективный характер.
3.ВОССТАНОВЛЕНИЕ ИЗОБРАЖЕНИЯ– Это также касается привлекательности изображения, но оно объективно (Восстановление основано на математической или вероятностной модели или ухудшении изображения).
4. ОБРАБОТКА ЦВЕТНЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ. Он касается обработки псевдоцветных и полноцветных изображений. Цветовые модели применимы к цифровой обработке изображений.
5. ВЕЙВЛЕТЫ И ОБРАБОТКА С МНОЖЕСТВЕННЫМ РАЗРЕШЕНИЕМ. Это основа представления изображений в различных степенях.
6.СЖАТИЕ ИЗОБРАЖЕНИЙ. Это включает в себя разработку некоторых функций для выполнения этой операции. В основном это касается размера или разрешения изображения.
7. МОРФОЛОГИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА. Здесь рассматриваются инструменты для извлечения компонентов изображения, которые полезны при представлении и описании формы.
8. ПРОЦЕДУРА СЕГМЕНТАЦИИ. Включает в себя разделение изображения на составные части или объекты. Автономная сегментация — самая сложная задача в обработке изображений.
9. ПРЕДСТАВЛЕНИЕ И ОПИСАНИЕ. Это следует за результатом этапа сегментации, выбор представления - это только часть решения для преобразования необработанных данных в обработанные данные.
10. ОБНАРУЖЕНИЕ И РАСПОЗНАВАНИЕ ОБЪЕКТОВ. Это процесс, присваивающий метку объекту на основе его дескриптора.

ПЕРЕКРЫТИЕ ПОЛЕЙ ПРИ ОБРАБОТКЕ ИЗОБРАЖЕНИЙ

Согласно блоку 1, если на вход подается изображение, а на выходе мы получаем изображение, то это называется цифровой обработкой изображений.
Согласно блоку 2, если на вход подается изображение, а на выходе мы получаем какую-то информацию или описание, то это называется компьютерным зрением.
Согласно блоку 3, если на вход подается какое-то описание или код, а на выходе мы получаем изображение, то это называется компьютерной графикой.
Согласно блоку 4, если на вход подается описание, или какие-то ключевые слова, или какой-то код, а на выходе мы получаем описание или какие-то ключевые слова, то это называется искусственным интеллектом

Несмотря на то, что были приложены все усилия для соблюдения правил стиля цитирования, могут быть некоторые расхождения. Если у вас есть какие-либо вопросы, обратитесь к соответствующему руководству по стилю или другим источникам.

Наши редакторы рассмотрят то, что вы отправили, и решат, нужно ли пересматривать статью.

растровая графика, также называемая растровой графикой, тип цифрового изображения, в котором используются крошечные прямоугольные пиксели или элементы изображения, расположенные в виде сетки для представления изображения. Поскольку формат может поддерживать широкий диапазон цветов и отображать тонкие градуированные тона, он хорошо подходит для отображения изображений с непрерывными тонами, таких как фотографии или затененные рисунки, наряду с другими детализированными изображениями.

Растровая графика возникла в телевизионных технологиях, а изображения построены так же, как изображения на экране телевизора. Растровая графика состоит из набора крошечных пикселей одинакового размера, которые расположены в двумерной сетке, состоящей из столбцов и строк. Каждый пиксель содержит один или несколько битов информации, в зависимости от степени детализации изображения. Например, черно-белое изображение содержит только один бит на пиксель (двоичный бит может находиться в одном из двух состояний; таким образом, один бит может представлять белый или черный цвет); изображение с затенением и цветом обычно содержит 24 бита информации на пиксель — с 2 24 или более чем 16 миллионами возможных состояний на пиксель. 24-битный цвет, известный как «истинный цвет», может реалистично отображать цветные изображения. Количество битов, хранящихся в каждом пикселе, называется глубиной цвета. Количество пикселей на дисплее, называемое разрешением, влияет на то, сколько деталей может быть изображено на изображении. Разрешение часто выражается как произведение количества пикселей в столбце на количество пикселей в строке (например, 800 × 600).

Детальные изображения часто приводят к большому размеру файла, хотя размер файла можно уменьшить за счет сжатия данных. Сжатие может быть как с потерями (что означает, что некоторые данные отбрасываются), так и без потерь (данные не теряются). Популярные форматы растровых файлов включают GIF (формат обмена графикой) и JPEG (объединенная группа экспертов по фотографии), которые являются форматами с потерями, а также BMP (битмап Windows) и TIFF (формат файлов изображений с тегами), которые не содержат потерь.

Несмотря на то, что растровая графика использовалась в 1970-х и 80-х годах, в основном она ограничивалась дорогостоящими графическими рабочими станциями (т. е. высокопроизводительными компьютерами, специально оптимизированными для работы с графикой). По мере улучшения графических возможностей персональных компьютеров в 1990-х годах растровая графика стала широко использоваться. Изображения, полученные с помощью оптических сканеров и цифровых камер, представляют собой растровую графику, как и большинство изображений в Интернете. Широко используемой графической программой для работы с растровыми изображениями является Adobe Photoshop.

Редакторы Британской энциклопедии Эта статья была недавно отредактирована и обновлена Эриком Грегерсеном.

Вы постоянно видите изображения на компьютерах. Здесь мы заглянем за кулисы, увидев, как складываются изображения. То, что нам кажется целым изображением, в компьютере представляет собой структуру, состоящую из множества маленьких чисел.

Вот цифровое изображение некоторых желтых цветов:

Увеличить — Пиксели

Увеличьте левый верхний цветок в 10 раз.
Изображение состоит из пикселей.
Каждый пиксель: маленький, квадратный, одного цвета.
Воспринимайте сцену целиком, а не крошечные пиксели.
"мегапиксель" – 1 миллион пикселей.
Сколько пикселей в изображении шириной 800 пикселей и высотой 600 пикселей?
- просто умножьте
- 800 x 600 = 480 000 пикселей = 0,48 мегапикселя
Обычное цифровое изображение – 5–20 мегапикселей.

Увеличив изображение верхнего левого цветка, мы видим, что он на самом деле состоит из множества квадратных «пикселей», каждый из которых имеет один цвет.

Пиксельная сетка X/Y

Пиксели организованы в виде сетки x/y.
x=0, y=0 "исходный" верхний левый угол – он же (0, 0)
X растет вправо
Y растет вниз
Точно так же, как набирать страницу текста
x=0, y=0 "начало" вверху слева — (0, 0)
x=1, y=0 сосед справа от начала координат - (1, 0)
x=0, y=1 сосед ниже начала координат - (0, 1)

Теперь поговорим о цветах.

История в стороне — цветная призма Ньютона

Один из известных экспериментов Ньютона.
Белый свет, разбитый на чистые цвета, непрерывный.
Красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий, индиго, фиолетовый (ROY G BIV)
Смешайте выбранные цвета, чтобы получить другие цвета.
Например, провести эксперимент в обратном порядке, чтобы получить белый цвет.

Сэр Исаак Ньютон провел знаменитый эксперимент с призмой в 1665 году, показав, что белый свет состоит из спектрально окрашенного света. Вот фото эксперимента на моем полу. Белый солнечный свет падает слева в стеклянную треугольную призму, которая разделяет свет. Выйдя из призмы, мы имеем непрерывный диапазон чистых цветов, и некоторые из них выбраны по названию: красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий, индиго, фиолетовый (ROY G BIV).

Цветовая схема RGB — красный, зеленый, синий

Как представить цвет пикселя?
RGB – схема "красный/зеленый/синий".
Создайте любой цвет, комбинируя красный, зеленый и синий цвета.
Есть и другие схемы, но RGB очень распространен
Примечание: смешивание источников света отличается от смешивания красок.
Кроме того, технически цвет – это трехмерное пространство, не вдаваясь в детали.
– Призма Ньютона показывает измерение «оттенка»
– Другие измерения – яркость и насыщенность (пастель)

Как представить цвет пикселя? Схема красный/зеленый/синий (RGB) — один из популярных способов представления цвета в компьютере. В RGB каждый цвет определяется как определенное сочетание чистого красного, зеленого и синего света.

Обозреватель RGB

Лучший способ увидеть, как работает RGB, — просто поиграть. На этой странице RGB Explorer показано, как можно получить любой цвет, комбинируя красный, зеленый и синий свет. Каждый свет кодируется числом от 0 (выкл.) до 255 (самая яркая).

RGB – три числа

Создайте любой цвет, комбинируя красный, зеленый и синий свет.
Каждый красный/зеленый/синий свет обозначается числом 0,255.
255 = максимальная яркость.
0 = выключен.
Поэтому любой цвет может быть представлен тремя числами от 0 до 255
Не только 0 и 255, промежуточные значения 12, 238, 39
напр. r:250 g:10 b:240 - фиолетовый, или просто скажите "250 10 240"
напр. r:100 g:100 b:0 - темно-желтый или просто скажите "100 100 10"

По сути, любой цвет можно закодировать тремя числами: по одному для красного, зеленого и синего.

Цвет	Красный номер	Зеленый номер	Синий номер
красный	255	0	0
фиолетовый	255< /td>	0	255
желтый	255	255	0
темно-желтый	100	100	0
белый	255	255	255
черный	0	0	0

В RGB цвет определяется как смесь чистого красного, зеленого и синего цветов различной интенсивности. Каждый из уровней красного, зеленого и синего света кодируется числом в диапазоне от 0 до 255, где 0 означает отсутствие света, а 255 — максимальный свет.

Например, (красный = 255, зеленый = 100, синий = 0) – это цвет, в котором красный – максимальный, зеленый — средний, а синий отсутствует вообще, что приводит к оттенку оранжевого. Таким образом, задав яркость 0..255 для красной, синей и зеленой цветовых составляющих пикселя, можно сформировать любой цвет.

Примечание по пигменту: у вас могут быть смешанные цветные краски, например, смешанные красная и зеленая краски. Такое «пигментное» смешивание цветов работает совершенно иначе, чем «светлое» смешивание, которое мы имеем здесь. Мне кажется, легкое микширование проще для понимания, и в любом случае это наиболее распространенный способ, с помощью которого компьютеры хранят изображения и управляют ими.

Вы не обязаны запоминать, например, как выглядит blue=137. Вам просто нужно знать наиболее распространенные шаблоны RGB, которые мы используем.

Ты попробуй

<р>1. В проводнике RGB поиграйте с ползунками, чтобы получить светло-коричневый цвет кофе латте.

<р>2. Узнайте, как сделать апельсин

<р>3. Узнайте, как сделать коричневый. Коричневый в основном темно-оранжевый.

Демонстрация в классе — сверхъяркие светодиоды

Отображение чистого красного, зеленого, синего – светодиодный индикатор.
Показать двухцветные комбинации
Показать белый

Диаграмма изображения с RGB

Полная схема изображения.
Пиксели в сетке, каждый из которых определяется координатой x,y.
У каждого пикселя есть 3 числа, определяющие его цвет.
Записывается как "красный:6 зеленый:250 синий:7"
Или просто "6 250 7"

2 темы CS: много маленьких цифр + редактирование

Начать со всего изображения
Тема 1: изображение "разбивается" на множество маленьких чисел в компьютере
Тема 2. Как изменить изображение на компьютере?
Изменить некоторые цифры → изменить изображение
напр. пройдите и уменьшите вдвое все красные значения
Вот куда мы идем

Мы начали с целого изображения и сократили его до большого набора мелких элементов. Это распространенная тема в компьютерных науках: то, что выглядит как сложное целое, в компьютере "атомизировано" (составлено из очень большого набора очень простых элементов).

Итак, мы можем начать с цельного текстурированного цифрового изображения чего-либо. Затем разбейте его на маленькие квадратные пиксели. Затем каждый пиксель разбивается на 3 числа в диапазоне 0-255. Это типичный компьютерный шаблон: что-то большое и сложное разбивается на части и представляется в виде множества маленьких чисел, если вы посмотрите за кулисы.

Как изменить изображение? Изменения в изображение вносятся путем просмотра и изменения чисел, составляющих изображение.

Читайте также: