13 (22)

Obraz cyfrowy Teoria obrazu

Światło

barwny

element

światło

odbite

(barwne)

wy kres natężeń prądó\i _.. z elementów CCD

Rys. 5.1 Białe światło zawierające trzy składowe o maksymalnych jasnościach (255). po odbiciu od kolorowego oryginały przyjmuje jego barwę, która na filtrach elementów fotoczułych rozkłada sie na odpowiednie składowe, wzbudzając prąd na wyjściu z czujnika

meritów grupy pokryty jest filtrem, odpowiednio: czerwonym, zielonym i niebieskim. W wyniku tego następuje automatyczne rozdzielenie barwnego światła na trzy składowe RGB o jasnościach odpowiednich do barwy światła padającego na czujnik. Czym jasność barwy składowej jest większa, tym większy ładunek, a co za tym idzie - większy prąd jest generowany przez pojedynczy element fotoczuły. Sytuację tę obrazuje rysunek 5.1. gdzie białe światło, przyjmujące po

odbiciu od oryginału barwę ciemnoróżową, zostaje na filtrach rozseparo-wane na składowe RGB, o wartościach ich jasności, odpowiednio: 204, 102. 153 (z omawianego wcześniej zakresu 0-255). Wielkość zgromadzonego ładunku zamieniana jest na prąd o proporcjonalnym natężeniu.

5.2. Przetwornik analogowo-cyfrowy

Wygenerowany w czujniku prąd kierowany jest do przetwornika analogowo-cyfrowego (A/C). Jest to element elektroniczny, w którym zachodzą dwa procesy, z języka obcego nazywane: dyskretyzacją i dygitalizacją.

— svgnnł ciągły z czujniku CCD

— śygnat senoaknny zamiana na łuzhj

Rys. 5.2 Proces dyskretyzac/i i dygitah

zacji w przetworniku A/C

Najpierw następuje tzw. dyskretyzac-ja, czyli zamiana prądu generowanego w sposób ciągły przez CCD na prąd o przebiegu „schodkowym", mogącym przyjmować jedną z 256 możliwych wartości.

Następnie, na wyjściu przetwornika A/C. następuje proces dygitalizacji. Jest to przyporządkowanie „schodkowi" o określonej wielkości odpowiedniej liczby z zakresu od 0 do 255.

Przetwonik A/C zamienia więc sygnał analogowy (prąd) na postać cyfrową (liczby) - co schematycznie zobrazowano na rysunku 5.2.

W kolejnym etapie skanowania lub fotografowania cyfrowego, ale już nie w przetworniku A/C. liczbom tym przypisywane są poziomy jasności barw składowych. Kiedy określone są już poziomy jasności, następuje zapis pikseli do określonych kanałów obrazowych.

6. ZAPIS OBRAZU CYFROWEGO

Jeżeli zarejestrowany obraz cyfrowy chcemy zachować do późniejszych zastosowań, należy zapisać go w pliku na dysku twardym komputera (HD - hard disk) lub innym nośniku (np. w karcie pamięci aparatu cyfrowego). Do zapisywania obrazów cyfrowych wykorzystywane są różne formaty, mające różne właściwości. Na ogół, użytkownik skanera ma możliwość wyboru formatu zapisu, zaś w aparacie cyfrowym zazwyczaj jest dostępny 1 format, wybrany przez producenta aparatu.

6.1. Format TIFF

Formatem standardowym i podstawowym zapisu mapy bitowej w pliku jest format TIFF (Tagged-lmage File Format), który może, w tzw. bezstratny sposób, zapisać informację o każdej barwie obrazu cyfrowego otrzymanego podczas skanowania lub fotografowania cyfrowego.

Zapis bezstratny oznacza, że żadna informacja o barwie każdego piksela nie zostanie zmieniona podczas zapisu. Występują także inne formaty bezstratne.

W formacie TIFF zapisywane są kolejno poszczególne poziomy jasności każdego piksela obrazu cyfrowego. Format TIFF należy zawsze wykorzystywać do zapisu w pliku obrazu skanowanego, jeśli przewiduje się jego korekcję kolorystyczną.

Format TIFF może zapisywać (na życzenie) obrazy w postaci skompresowanej. Podstawowym dla TIFF jest algorytm kompresji LZW (Lemple-Zif-Welch). Jest to kompresja bezstratna. Unowocześniony format TIFF może też zapisywać skompresowane obrazy według innych algorytmów, np. ZIP (bezstratny) i JPEG (stratny), ale nie każda aplikacja potrafi poprawnie odczytać tak przygotowane dane. Uwaga, kompresja jest tym bardziej efektywna, im mniejsza różnorodność pikseli w obrazie.