08 (9)

Obraz cyfrowy Teoria obrazu

Obraz cyfrowy Teoria obrazu

Rys. 3.5 Obraz w skali szarości może zawierać tylko piksele o poziomach odpowiadających poziomom jasności z tablicy związanej z kanałem Black (Gray)

wszystkim paskom przypisane są różne poziomy szarości, wtedy mamy wrażenie, że oglądamy ciągłe przejście tonów. Jeśli liczba pikseli w obrazie jest zbyt mała. tzn. nie da się on podzielić na 256 części (najmniejszą szerokością może być 1 piksel), wtedy nie wszystkie odcienie powstaną w obrazie i obserwujemy skoki tonalne.

Na rysunku 3.5 przedstawiono: tablicę z poziomami jasności kanału obrazu w skali szarości (lewa góra), obraz cyfrowy w skali szarości (po prawej) oraz powiększony jego fragment (lewy dół), w którym każdy piksel musi mieć jedną z szarości z tablicy.

3.5. Budowa kanałowa obrazu barwnego

Barwa każdego piksela obrazu barwnego może być zapisana w trzech kanałach: R (Red. czerwony). G (Green, zielony) i B (Blue, niebieski). Każdy kanał R. G lub B reprezentuje jedna z trzech barw składowych światła białego, tzw. barw podstawowych. Mówi się wtedy, że obraz zapisany jest w modelu RGB. który jest modelem tzw. addytywnego mieszania świateł, w którym dowolna barwa wynikowa powstaje przez zmieszanie tych trzech barw podstawowych o różnych jasnościach.

Każdy barwny obraz cyfrowy, powstały zarówno w wyniku skanowania jak i fotografowania cyfrowego, tworzony jest zawsze w modelu RGB

Nawiązując do naszych świateł, każda z barw podstawowych może mieć różny poziom jasności: od zera (zerowy udział składowej) do maksymalnego (największy udział składowej). Zmieszanie trzech składowych RGB, z których każda ma określony poziom jasności, daje barwę wynikową piksela.

Przyjmijmy, że każdy kanał ma 256 odcieni jasności swojej barwy. Jest to obecnie najczęściej wykorzystywana w obróbce obrazów cyfrowych tablica poziomów jasności kanału. Liczba różnych barw, które mogą przyjąć piksele, powstające w obrazie cyfrowym, wynika z kombinacji każdego możliwego poziomu jednego kanału z każdym innym w pozostałych dwóch kanałach. Oz

14

Istota obrazu cyfrowego

nacza to, że liczba ta wynosi dokładnie 256^{1 2 3}, czyli ponad 16.7 min możliwych barw, wraz z czernią i bielą. Czarny piksel powstaje, gdy wszystkie trzy poziomy składowe mają jasność o umownej wartości 0. zaś biały, gdy wszystkie trzy przyjmują wartość 255.

0

— l i_____au,:    0

Q + Q ♦ E| =

Rys. 3.6 Tablice możliwych jasności barw podstawowych (lewa góra), tablice jasności możliwych do uzyskania w każdym kanale (pozostałe) i barwa wynikowa piksela zdefiniowana ze składowych. zapisywana w kanałach RGB obrazu

Na rysunku 3.6 przedstawiono tablice możliwych jasności kolorów w kanałach obrazu i tworzenie z nich dowolnej barwy. W lewym górnym rogu jest tablica pokazująca wszystkie możliwe poziomy jasności, jakie może przyjąć barwa w każdym kanale podstawowym R. G lub B. Na dole obrazu zilustrowano tworzenie barwy wynikowej przez zsumowanie barw składowych o różnych poziomach jasności. Te składowe poziomy jasności zapisywane są w trzech kanałach obrazu RGB dla każdego piksela oddzielnie.

3.6. Głębia bitowa

Obraz cyfrowy jest liczbowym zapisem występujących w nim barw. Jednym z parametrów tego zapisu jest tzw. głębia bitowa (głębia kolorów), mówiąca o liczbie barw możliwych do odwzorowania w obrazie i oznacza, jak wiele bitów pamięci zostało przydzielonych do zapisania informacji o barwie każdego piksela obrazu. Jednostką głębi bitowej są bpp (bits per pixels. bity na piksel). Bit (b) jest elementarną jednostką w informatyce¹¹ i umożliwia zapisanie dwóch cyfr: 0 lub 1.

Zrozumienie pojęcia głębi bitowej wymaga poznania, jak wiele liczb można zapisać na określonej liczbie bitów sąsiadujących ze sobą.

15

1

Jednostką większą jest bajt (B) równy 8 bitów. Jednostki pochodne, to: kilobajt

2

(KB) - 2¹⁰ = 1 tys. B. megabajt (MB) - 2²⁰ = 1 min B, gigabajt (GB) - 2³⁰    1 mld

3

B. terabajt (TB) - 2⁴⁰ = 1 bln B.