Качество цифровых изображений

Количество пикселей в матричном ПЗС или число отсчетов, выполненных трилинейным ПЗС, должно дать вам возможность определить качество изображения и размер потенциального выхода. Трехлинейные элементы ПЗС с одной матрицей и разрешением 2048х2048 пикселей могут воспринимать квадратные изображения размером около 173 мм (7 дюймов) при разрешении изображения 300 пикселей на дюйм (2048 пикселей/300 пикселей на дюйм = 6,8"). Это будет приемлемо для высококачественной офсетной печати. Трехлинейный массив с рядами из 2700 элементов, которые воспринимают 3400 отсчетов, обеспечит воспроизведение изображения размером 287х229 мм (11,3" х 9") с разрешением 300 пикселей на дюйм. Обе эти системы сформируют изображения, в которых каждый пиксель обеспечит регистрацию любых уникальных деталей изображения. Они имеют реальное или оптическое разрешение (true или optical resolution). К сожалению, пиксели могут не всегда содержать уникальные детали; эту же информацию могут воспринимать и соседние элементы. В аппаратах с однолинейными матричными массивами один из каждых четырех элементов считывает информацию голубого цвета, другой – красного, и оставшиеся два – зеленого цвета. После этого промежутки в цветовой информации должны быть заполнены путем интерполяции, при которой эффективное разрешение уменьшится более чем в два раза; ПЗС передают изображение с интерполированным, а не с оптическим разрешением. Интерполирование пикселей цветов вокруг деталей с темными кромками, например с черно-белым текстом, приводит к образованию нежелательных цветных зубцов. Дешевые цифровые аппараты, использующие небольшой матричный массив, могут даже увеличить количество воспринятых пикселей путем дополнительной интерполяции. В переносных аппаратах полученные изображения иногда сжимаются для того, чтобы разместить в памяти больший объем информации. Если при таком сжатии используется уменьшение с потерей информации, когда при переходе от одного элемента к другому пропадают мелкие детали цветов, произойдет еще большая потеря деталей изображения. Подводя итоги, можно сказать, что вам потребуется знать количество пикселей на выходе ПЗС и представляет ли это значение интерполированное или оптическое разрешение. Производилось ли сжатие данных с потерей информации? Будет крайне целесообразно точно определить максимальный выходной формат при печати при данном разрешении изображения. Однако наилучшим выходом будет проведение тестирования аппарата перед тем, как купить его!

Предварительная обработка изображений

Процесс обработки изображений состоит из ряда этапов, среди которых одним из наиболее важных является предварительная обработка изображений, которая представляет самостоятельный интерес. Предварительная обработка и выделение контуров на цифровых изображениях имеют широкий спектр применения в различных областях, начиная от подготовки изображения к распознаванию, улучшению изображения во всевозможных записывающих устройствах путем низкочастотной фильтрации и эквализации гистограмм яркостей - фото и видео камерах, сканерах, эхолокаторах, изображений, полученных при помощи ультразвука, рентгена, радио локации, астрономических фотографий, электронной микроскопии и т.п.

Общая схема предварительной обработки цифрового изображения

В первую очередь в ходе предварительной обработки производится анализ изображения, определяющий различные статистические характеристики изображения, такие как математическое ожидание и среднеквадратическое отклонение яркостей, контрастность, построение гистограммы яркостей и контрастов, подбор наиболее подходящей модели и параметров цифрового шума. Затем на следующем этапе предварительной обработки производится низкочастотная фильтрация, которая производит удаление цифрового шума на изображении.

После низкочастотной фильтрации контрастность изображения снижается и требуется ее скорректировать. Для коррекции контрастности производится вычисление контуров изображения. В результате суммирования яркостей пикселей изображения с яркостями вычисленных контуров осуществляется коррекция контрастности изображения.

Существует общая блок-схема предварительной обработки изображения. В качестве входных данных принимается исходное необработанное изображение, для которого вычисляется гистограмма яркостей, определяются такие статистические характеристики яркостей пикселей изображения, как математическое ожидание, среднеквадратичное отклонение а и медиана, а также вычисляются математическое ожидание  и среднеквадратическое отклонение цифрового шума.

Затем изображение  обрабатывается низкочастотными фильтрами для удаления цифрового шума и усиления контуров. Результатом низкочастотной фильтрации является изображение, на котором производится вычисление контуров В. Итогом предварительной обработки является изображение В со сбалансированным контрастом и подавленным низкочастотным шумом.

Таким образом, для предварительной обработки изображения выполняется вычисление статистических характеристик, степени контрастности и шума на изначальном изображении. После чего производится низкочастотная фильтрация шума, удаляющая шумовую составляющую изображения. На завершающем этапе выполняется поиск контуров изображения и коррекция контраста с помощью вычисленных контуров.