12 (23)

Obraz cyfrowy Teoria obrazu

Rys. 4.3 Piksele przed interpolacja (po lewej) i po interpolacji bikubicznej (po prawej) -zwiększenie rozdzielczości przez interpolacje Irozdzielczość interpolowana)

poziomów jasności piksela interpolowanego i wszystkich pikseli bezpośrednio sąsiadujących z tym pikselem.

Przedstawione na rysunku kwadraty reprezentują piksele obrazu cyfrowego. Liczby na pikselach oznaczaja poziomy jasności jednego z tzw. kanałów obrazowych. Na lewej ilustracji przedstawiono duże piksele (mała rozdzielczość), rozdzielone czerwonymi liniami, zreprodukowane przez urządzenie. Dla skupienia uwagi i uproszczenia rozważań założono, że piksele będą zmniejszane dwukrotnie. W związku z tym, na prawej ilustracji przedstawiono dwa razy mniejsze piksele po interpolacji rozdzielone liniami zielonymi (dwukrotnie wyższa rozdzielczość). Obwódką o kolorze niebieskim zaznaczono wynikowy piksel po interpolacji, któ rego jasność końcową wyliczamy z zależności:

P = <220+220+220+220+160+160+120+60+60)/9 = 160

co stanowi sens interpolacji bikubicznej.

Wysoka rozdzielczość interpolowana ma wpływ pozytywny podczas tworzenia obrazów kreskowych, gdyż wygładza pochylone i zaokrąglone krawędzie (mniejsze piksele czarne i białe).

Stosowanie natomiast rozdzielczości interpolowanej wpływa negatywnie dla oryginałów ciągłotonalnych na ostrość obrazu (rozmywa krawędzie).

Na rysunku 4.4 zobrazowano pozytywny efekt tworzenia obrazu kreskowego z rozdzielczością interpolowaną i negatywny efekt utraty ostroś ci przy tworzeniu lub przekształcaniu obrazów tonalnych.

Rys. 4.4 Wpływ interpolacji na szczegóły obrazów kreskowych (po lewej) i ciagiotonalnych

(rysunki po prawej)

5. REJESTROWANIE OBRAZU CYFROWEGO

5.1. Czujniki fotoeiektryczne

Proces skanowania lub fotografowania cyfrowego odbywa się z udziałem światła. Odbite od oryginału światło pada w urządzeniu (skanerze lub aparacie cyfrowym) na układ izolowanych czujników fotoelektrycznych (elementów fotoczułych). Ich zadaniem jest przetworzenie padającego światła na prąd elektryczny. Czym większe światło pada na czujnik, tym powstaje większy prąd. Powstający prąd musi być jednak „mierzalny", tzn. jego natężenie musi być na tyle duże. aby mogło być wykorzystane w dalszych operacjach.

Materiały elektroniczne wykorzystywane do budowy elementów fotoczułych dla różnych typów skanerów i aparatów cyfrowych są różne. Dla wyjaśnienia zagadnienia nie jest jednak istotne, jaki typ materiału został wykorzystany i jaka jest konstrukcja elementu fotoczułego, gdyż zasada działania czujnika jest wszędzie analogiczna. My zajmiemy się najlepszą obecnie konstrukcją, wykorzystującą tzw. elementy CCD (Charge Coup-led Devices), czyli urządzenia o sprzężeniu ładunkowym. Elementy CCD znajdują się w większości lepszych skanerów płaskich i aparatów cyfrowych.

Do skanowania lub fotografowania wykorzystywane jest światło białe. Światło odbite od kolorowego elementu oryginału przyjmuje barwę tego elementu. To barwne światło pada na układ elementów CCD. Układ jest tak skonstruowany, że dla wytworzenia piksela mogą być wykorzystywane grupy, składające się z trzech izolowanych elementów CCD. Każdy z ele-