Transcript Ψηφιακή Εικόνα - Παιδαγωγικό Τμήμα Δημοτικής Εκπαίδευσης

Πανεπιστήμιο Αιγαίου
Παιδαγωγικό Τμήμα
Δημοτικής Εκπαίδευσης
Βασικές έννοιες
στην ψηφιακή εικόνα
1
ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ
 Ανάλυση εικόνας
 Pixel
 Βάθος χρώματος
 Ρύθμιση Οθόνης
 Συντελεστής γάμα
 Χρωματικά μοντέλα
 Είδη αρχείων εικόνας
 Σαρωτής Τεχνικές σάρωσης

Οπτική αναγνώριση χαρακτήρων
2
Ανάλυση εικόνας (Resolution)
• Μετρείται σε κουκκίδες ανά ίντσα (dpidots per inch).
• Η ανάλυση σε κουκκίδες ανά ίντσα
αναφέρεται στην απεικόνιση μιας εικόνας
στο χαρτί και όχι στην οθόνη.
3
Pixel (εικονοστοιχείο)
• Το pixel αποτελεί το μικρότερο δυνατό
στοιχείο ανάλυσης σε μία οθόνη.
• Όταν η απεικόνιση της εικόνας γίνεται στην
οθόνη και όχι στο χαρτί, τότε οι κουκκίδες
ονομάζονται pixels (από το Picture
element = pixel).
4
Βάθος χρώματος (color depth)
• Ορίζει τον αριθμό των bits τα οποία είναι
διαθέσιμα για την περιγραφή αυτής της
πληροφορίας για κάθε κουκκίδα.
• Όσο μεγαλύτερο είναι το βάθος χρώματος,
τόσο περισσότερες είναι οι διαβαθμίσεις
του κάθε χρώματος.
• Παράδειγμα: 24 bit, 32 bit, κλπ
5
Βάθος χρώματος
BIT = BInary DigiT Παίρνει τιμές 0,1
1
0
1
0
1
1
2
& ΒΥΤΕ = 8 bits
0
1
Οι συνδυασμοί που μπορεί να γίνουν είναι 28 = 256
28 = 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 = 256
6
Διόρθωση γάμμα (gamma correction) γ
Σε όλα τα συστήματα που αναπαριστούν εικόνες (κάμερες, video κάμερες,
σαρωτές κλπ) παρατηρείται το φαινόμενο της μη γραμμικής
αναπαράστασης της φωτεινότητας της εικόνας του video κλπ,
Δηλαδή η εικόνα που εμφανίζεται στην οθόνη είναι πιο σκοτεινή από αυτήν
που θα περιμέναμε.
Αν εφαρμόζαμε τάση 30 παίρνουμε μια φωτεινότητα Α
Αν εφαρμόσουμε μια τάση 60 παίρνουμε μια φωτεινότητα λιγότερο από 2Α
Είναι μια μη γραμμική μεταβολή

Vout  Vin
Συνήθως η διόρθωση γάμμα γίνεται μέσω ειδικών εφαρμογών. Οι
εφαρμογές αυτές συμπεριλαμβάνονται στο λογισμικό της συσκευής.
7
8
Το χρωματικό μοντέλο RGB
• Το χρωματικό μοντέλο RGB βασίζεται σε
τρία βασικά χρώματα: το κόκκινο (Red), το
κίτρινο (Green) και το μπλε (Blue).
• Ο συνδυασμός των τριών αυτών
χρωμάτων δημιουργεί όλα τα υπόλοιπα
χρώματα.
• Εφαρμόζεται όταν έχουμε εκπομπή
φωτός, όπως στην τηλεόραση, στην οθόνη
του υπολογιστή, στους βιντεοπροβολείς
9
Το χρωματικό μοντέλο CMYK
• Τα βασικά του χρώματα είναι το Κυανό
(Cyan), το Ματζέντα (Magenta) και το
Κίτρινο(Yellow). Σε αυτά προστίθεται και
το Μαύρο (Black).
• Το μοντέλο CMYK εφαρμόζεται όπου
έχουμε αντανάκλαση του φωτός όπως στο
χαρτί.
• χρησιμοποιείται κυρίως στους έγχρωμους
εκτυπωτές
10
Διαφορές των χρωματικών
μοντέλων RGB - CMYK
11
Είδη αρχείων ψηφιακών εικόνων
• Χαρτογραφικές εικόνες (bitmap graphics).
Αποτελείται από μία διάταξη pixels ως προς
τον οριζόντιο και κατακόρυφο άξονα.
Χρησιμοποιείται στις φωτορεαλιστικές
εικόνες.
• Διανυσματικές (vector graphics).
Χρησιμοποιείται κυρίως γεωμετρικά σχήματα
(ευθείες, καμπύλες, ορθογώνια).
Δημιουργούνται με τη βοήθεια μαθηματικών
τύπων και όχι pixel–pixel.
12
13
14
Συμπίεση αρχείων εικόνων
• Οι χαρτογραφικές εικόνες λόγω του
τρόπου οργάνωσης και αποθήκευσης των
πληροφοριών τους, δημιουργούν αρχεία
μεγάλου μεγέθους.
• Το μέγεθος μιας χαρτογραφικής εικόνας
εξαρτάται από τις διαστάσεις της, από την
ανάλυση της και από το βάθος χρώματος
με το οποίο έχει αποθηκευτεί.
15
• Με τη συμπίεση είναι δυνατόν να
μειώσουμε κατά πολύ το μέγεθος ενός
αρχείου εικόνας.
• Τα προγράμματα συμπίεσης ομαδοποιούν
αυτές τις επαναλαμβανόμενες
πληροφορίες. Έτσι αντί να αποθηκεύουν
πληροφορίες ξεχωριστά για κάθε pixel,
αποθηκεύουν μία αναφορά για το χρώμα
όλης της ομάδας, καθώς και τη θέση της
μέσα στην εικόνα.
16
• Μη απωλεστική συμπίεση
Δεν χάνεται καμία από τις πληροφορίες, οι
οποίες υπάρχουν σε μία εικόνα. Το ποσοστό
της συμπίεσης αυξάνεται όταν στην εικόνα
υπάρχουν περιοχές με ομοιόμορφο χρώμα.
Συνήθως δεν είναι ιδιαίτερα μεγάλο.
• Απωλεστική συμπίεση
Ένα μέρος από τις πληροφορίες της εικόνας
χάνεται οριστικά. Αυτό όμως έχει ως συνέπεια
τη δημιουργία αρχείων με πολύ μικρό μέγεθος.
Το μέγεθος των αρχείων εξαρτάται κυρίως από
το ποσοστό της συμπίεσης.
17
Αρχεία τύπου BMP
• Χρησιμοποιούνται στα Windows.
• Ο τύπος αρχείου BMP δημιουργεί αρχεία
μεγάλου μεγέθους.
• Τα αρχεία BMP μπορούν να έχουν βάθος
χρώματος μέχρι και 24 bit, δηλαδή αληθινό
χρώμα.
18
Αρχεία συμπίεσης τύπου JPG ή
JPEG
Πλεονεκτήματα
• Μειώνει το μέγεθος του αρχείου πάρα
πολύ. Η τεχνική της συμπίεσης βασίζεται
στην απόρριψη δεδομένων που δεν είναι
ανιχνεύσιμα από το ανθρώπινο μάτι.
• Υποστηρίζει μία παλέτα με 16,7
εκατομμύρια χρώματα.
• Τα αρχεία JPEG προτιμώνται για εικόνες
με λεπτομερή φόντο και πολλά χρώματα
(περισσότερα από 256).
19
•
•
•
•
Μειονεκτήματα
Η συμπίεση της εικόνας συνεπάγεται μη
αντιστρεπτή απώλεια της χρωματικής
πληροφορίας.
Ο χρήστης θα πρέπει να συμβιβαστεί, είτε
με το μέγεθος, είτε με την ποιότητα του
αρχείου.
Δεν είναι κατάλληλο για απλές εικόνες, clip
arts, λογότυπα, γραμμικά σχέδια,
Κάθε φορά που το αρχείο αποσυμπιέζεται
και συμπιέζεται εκ νέου, η ποιότητα του
υποβαθμίζεται ανεπανόρθωτα.
20
Αρχεία συμπίεσης τύπου GIF
• Χρησιμοποιούνται ευρύτατα στο Internet.
• Οι εικόνες GIF είναι κατάλληλες για απλά
σχέδια, clip art κλπ.
• Είναι κατάλληλες για εικόνες με μεγάλες
επιφάνειες ομοιόμορφου χρώματος και
σαφή περιγράμματα.
• Είναι κατάλληλες για εικόνες με μικρό
αριθμό χρωμάτων, καθώς τα αρχεία τύπου
GIF διαθέτουν παλέτα μέχρι 256 χρώματα.
21
• Είναι κατάλληλες για λογότυπα, clip arts,
γραμμικά σχέδια, απλές εικόνες.
• Είναι κατάλληλες για ασπρόμαυρες εικόνες.
• Υποστηρίζουν κινούμενες εικόνες
(animation).
• Το μειονέκτημα των εικόνων GIF είναι ότι η
περιορισμένη παλέτα των 256 χρωμάτων
που υποστηρίζουν, δεν επαρκεί για τη
δημιουργία φωτορεαλιστικών εικόνων.
22
Αρχεία τύπου PNG
• Ο τύπος αρχείων PNG χρησιμοποιείται
κυρίως σε εικόνες οι οποίες δημοσιεύονται
στο Internet.
• Υποστηρίζει βάθος χρώματος 24 bit.
• Η συμπίεση μιας εικόνας PNG γίνεται
χωρίς καμία απώλεια στην ποιότητα και
δημιουργεί μικρότερα αρχεία από τα
αρχεία του τύπου GIF.
23
Αρχεία τύπου TIFF ή TIF
• Υποστηρίζεται από τα περισσότερα
λειτουργικά συστήματα.
• Τα αρχεία TIFF χρησιμοποιούνται από
προσωπικούς υπολογιστές έως και
ψηφιακές φωτογραφικές μηχανές.
• Οι εικόνες τύπου TIFF δέχονται
οποιαδήποτε ανάλυση).
• Τα αρχεία αυτού του τύπου επιδέχονται και
συμπίεση με διάφορες μεθόδους.
24
Χρήση εικόνων
Σκοπός
BMP JPEG
GIF
PNG TIFF
Δημοσίευση εικόνας στο Internet.



Αποστολή εικόνας μέσω e-mail.



Εμφάνιση εικόνας με εκατομ.
χρώματα.

Αποθήκευση εικόνας με συμπίεση
χωρίς απώλειες στην ποιότητα.
Διατήρηση της ποιότητας της
εικόνας παρ' όλες τις διαδοχικές
αποθηκεύσεις







Εικόνα υψηλής ποιότητας για
επαγγελματική εκτύπωση.
Δυνατότητα μεταφοράς της εικόνας
σε άλλους υπολογιστές.
Δημιουργία animation.





25

Scanners
-
Σαρωτές
1/1200 inch
26
Χαρακτηριστικά
Οπτική Ανάλυση
(σε dots per inch = dpi)
Βάθος Χρώματος (σε bits π.χ. 24 bits  224 = 16,7 εκατ. Χρώμ.)
Εύρος χρωματικών διαβαθμίσεων
Σκοπός Σάρωσης
Ανάλυση Σάρωσης
Οθόνη
90 – 100 dpi
Αποστολή Fax
100 – 150 dpi
Απλή η μέτρια ποιότητα εκτύπωσης
100 – 200 dpi
Ποιοτική Εκτύπωση
300 dpi
Ασπρόμαυρα σχέδια
1200 – 2400 dpi
Οπτική αναγνώριση χαρακτήρων
300 dpi
Διαφάνειες η Film
1200 – 3500 dpi
27
Optical Character Recognition
-
OCR
Οπτική Αναγνώριση Χαρακτήρων
28