Принципи обробки кольорових факсимільних зображень
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
? ж низькою, як і при високій.
Відомо, що для коректної передачі кольору потрібно 16 мільйонів відтінків (8 битий на кожну з трьох колірних компонент). Таким чином, для опису картинки на екрані, що містить 575 ліній по 720 пікселів, потрібний 1,240 Мбайта. Для передачі такій інформації по В-каналу ISDN, якщо не використовується стискування, буде потрібно близько 2,5 хвилин. Ця цифра допомагає зрозуміти актуальність проблеми стискування графічної інформації.
Стандарти для уявлення і передачі зображення розробляє Joint Photographic Expert Group (JPEG). Для стискування графічної інформації в даний час використовується дискретне косинусное двомірне перетворення (DCT Discrete Cosine Transform), яке дає субєктивно якнайкращий результат і описується рівнянням:
де v горизонтальна координата графічного блоку, u вертикальна, x вертикальна координата усередині блоку, а у горизонтальна координата усередині блоку, C(u), C(v)= 1/ для u, v = 0 і З(u), З(v)= 1 інакше. Два члени в квадратних дужках є ядрами перетворення, показаними нижче на рис.2, а p (x, y) є піксельними даними блоку реального малюнка. Початок координат в обох випадках у верхньому лівому кутку. Процес кодування зводиться до розбиття зображення на блоки 8*8 пікселів і виконанню процедури двомірного DCT для кожного з цих блоків. Отримані коефіцієнти перетворення дискретизують. 64 числа, що характеризують рівень сигналу, перетворюються на 64 коефіцієнти перетворення (амплітуди просторових частот), які добре піддаються процедурі стискування. Діськретізатор округляє коефіцієнти, ця процедура вносить деякі помилки, але зворотне перетворення на приймаючій стороні за рахунок усереднювання частково усуває спотворення, що вносяться. На практиці дискретизатор реалізує декілька складніший алгоритм.
Інтуїтивно метод DCT базується на виявленні того, наскільки вищестоящий блок відрізняється від нижчестоячого. Для реального представлення (стискування) коефіцієнтів перетворення тут також використовуються коди Хафмана.
Рисунок 2. Графічне представлення двомірного перетворення
DCT забезпечує стискування на рівні 0.51.0 біт/піксель при хорошій якості зображення. Стискування вимагає часу, а максимально прийнятним часом затримки при пересилці зображення є 5 секунд. На мал. 3 приведена якісна оцінка чіткості і відповідності оригіналу зображення залежно від величини стискування (DCT). Якщо використовувати швидкість обміну 64 кбит/с, то ступені стискування 0,01 бита на піксель відповідатиме час передачі зображення 0,04 секунд, а стискуванню 10 час передачі 40сек.
Рисунок 3. Якість DCT-изображения для різних значень стискування інформації (картинка має дозвіл 512*512 пікселі; заповнені квадратики відповідають кольоровому зображенню, а незаповнені чорно-білому)
Відображення графічного образу може виконуватися послідовно (приблизно так, як ми читаємо текст: зліва-направо і зверху-вниз) або з використанням прогресивного кодування (спочатку передається вся картинка з низьким дозволом, потім послідовно чіткість зображення доводиться до максимальної). Останній метод вельми зручний для систем WWW, де проглянувши зображення низького дозволу, можна відмінити передачу даних поліпшуючих чіткість і тим самим заощадити час. Добре розпізнаване зображення виходить при стискуванні близько 0,1 бита на піксель. Окрему проблему представляє друк зображення. Тут півтони реалізуються за допомогою варіації розміру елементів зображення. При кольоровому друці окрім RGB уявлення використовується CMYC система (Cyan, Magenta, Yellow і Black) і відповідні картріджи. Чорний колір в RGB соответствет коду 0,0,0, а в CMIK 75%; 68%; 67% і 90%
Оборотне перетворення колірної гамми: колірне кодування текстурованих сірих зображень
Якщо кольоровий документ пересилається за допомогою факсу, передавального лише чорно-біле зображення, чи означає це, що колір оригіналу безповоротно втрачений?
Це не зовсім так, вважає Карен М. Браун (Karen M. Braun), науковий співробітник корпорації Xerox по технологіями передачі зображення, яка брала участь в розробці нового способу кодування документів. Цей спосіб вперше дозволив відновлювати колірну гамму оригіналу на основі чорно-білого зображення, віддрукованого на монохромному принтері, факсі або копире.
На щорічній Конференції з технологій створення кольорового зображення, організованою Суспільством по дослідженню і розробці технологій передачі зображення, Карен Браун і Ріккардо Л. де Кейрос (Ricardo L. DeQueiroz), викладач Університету Бразіліа, виклали суть свого відкриття в науковій роботі під назвою Оборотне перетворення колірної гамми: колірне кодування текстурованих сірих зображень.
Спочатку Карен Браун і Ріккардо де Кейрос займалися вирішенням вельми поширеної проблеми. При копіюванні, роздруку або передачі факсом кольорового зображення за допомогою монохромного пристрою кольору відображаються як відтінки сірого. Різні кольори однакової світлової щільності (або візуально сприйманій яскравості) можуть відображатися як однакові відтінки сірого зображення, що робить неможливим розпізнавання колірної інформації. Наприклад, коли як оригінал використовуються такі види графіків, як лінійчаті або кругові діаграми, два кольори виглядатимуть однаково і діаграма втратить свою інформативність.
Намагаючись знайти спосіб збереження колірної інформації в діаграмах, фотографіях і інших зображеннях, дослідники почали шукати нові шляхи монохромного відображення кольорових зоб