Transcript ΗΜΥ 007 - Τεχνολογία της πληροφορίας

ΗΜΥ 007 – Τεχνολογία
Πληροφορίας
Διάλεξη 6
Οπτική Πληροφορία
Εισαγωγή
TΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ
ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ
ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΥΠΡΟΥ
Περίληψη
Θέματα για σήμερα
• Επανάληψη και ολοκλήρωση
• Πρωτόκολλα αποθήκευσης δεδομένων
• Πρωτόκολλα μετάδοσης δεδομένων
• Οπτική Πληροφορία
• Απεικόνιση πληροφορίας
• Δημιουργία εικόνας
• Αναπαράσταση εικόνας
Υλικό Αναφοράς
• Cyganski, D., Orr, A. O., and
Vaz, R. F., Information
Technology Inside and
Outside, Prentice Hall, 2001,
σελίδες 76-93
• Εισαγωγή στη Ψηφιακή
φωτογραφία
http://fotoartmagazine.netfirms.co
m/articles/texniki/eisagogi-stinpsifiaki.htm
Χρησιμότητα Πρωτοκόλλων
• Τα πρωτόκολλα είναι
αναγνωρισμένοι κανόνες
οργάνωσης για την
επικοινωνία πληροφορίας
• Παρέχουν τάξη στα
συστήματα πληροφορίας
και αποτελεσματική
ανταλλαγή πληροφορίας,
π.χ.
• Πρωτόκολλα οργάνωσης
και αποθήκευσης
πληροφορίας
• Πρωτόκολλα μετάδοσης
πληροφορίας
• Με την βοήθεια των
πρωτοκόλλων είναι δυνατόν
να προσδιορισθεί
• Το μορφότυπο των
δεδομένων
• Η ανίχνευση σφάλματος
• Ο συγχρονισμός των
δεδομένων
Που
αρχίζω;
Πρωτόκολλα αριθμητικής
πληροφορίας
Παράδειγμα: θετικοί ακέραιοι αριθμοί με 16 bits
•
•
Ποιο αριθμό παριστάνουν τα 2 bytes
00000001 10000000 ;
Εξαρτάται από το πρωτόκολλο που χρησιμοποιεί ο Η/Υ
•
•
•
Με το πρωτόκολλο ‘big endian’ έχουμε
0000000110000000 = 28 + 27 = 256 + 128 = 384
Με το πρωτόκολλο ‘little endian’ έχουμε
1000000000000001 = 215 + 20 = 32768 + 1 = 32769
Για αρνητικούς ακέραιους αριθμούς υπάρχουν διάφορα
πρωτόκολλα
•
Ο πιο απλός τρόπος (αλλά δεν χρησιμοποιείται συνήθως) είναι η
αναπαράσταση του πρόσημου από το πρώτο ψηφίο στα αριστερά
•
•
0 για θετικό
1 για αρνητικό
=> Αυτό το απλό παράδειγμα δείχνει την ανάγκη πρωτοκόλλων!
Πρωτόκολλα αποθήκευσης
δεδομένων
• Υπάρχουν διάφορα πρωτόκολλα που καθορίζουν
• πως αποθηκεύονται οι πληροφορίες
• πως γίνεται η ανάληψη (προσπέλαση) πληροφοριών από το
μέσο αποθήκευσης
• Το πρωτόκολλο εξαρτάται από τα χαρακτηριστικά
του μέσου αποθήκευσης
•
•
•
•
Μνήμη τυχαίας προσπέλασης (Random Access Memory = RAM)
Μνήμη Φλας (Flash Memory)
Μαγνητική ταινία (magnetic tape)
Περιστρεφόμενοι δίσκοι
• Δισκέτα ή μαλακός δίσκος (floppy disk)
• Σκληρός δίσκος (hard disk)
• Οπτικός δίσκος (CD-ROM)
Μνήμη τυχαίας προσπέλασης
(Random Access Memory = RAM)
• Μία μνήμη στην οποία μπορούμε να γράψουμε ή να διαβάσουμε
πληροφορίες επανειλημμένα
• Αποτελεί το κύριο τμήμα της μνήμης Η/Υ
• Μία γραμμική σειρά από bytes αριθμημένα από το 0 μέχρι το
τελευταίο byte στην σειρά
• Οι αριθμοί αποτελούν τις διευθύνσεις των δεδομένων και
χρησιμοποιούνται από τον Η/Υ για να βρει και να πάρει τα δεδομένα
• Γρήγορη προσπέλαση αν η διεύθυνση είναι γνωστή
• Όλες οι λέξεις (ένα ή περισσότερα bytes) είναι το ίδιο προσπελάσιμες
• Άμεση πρόσβαση δεδομένων
• Οι περισσότερες RAMs είναι διατάξεις από ημιαγωγό υλικό
(semiconducting material)
RAM
Flash Memory
• Παρόμοια με τη RAM, όμως μπορεί να διατηρεί
πληροφορίες ακόμα κι’ όταν δεν τροφοδοτείτε με
ηλεκτρική ενέργεια.
• Είναι πιο αργή από τη RAM και δεν προσφέρεται
για άμεση, τυχαία προσπέλαση (στο επίπεδο του
byte), όπως τη RAM. H γραφή, διαγραφή και
προσπέλαση γίνονται σε μπλοκς (όπως οι
σκληροί δίσκοι).
• Είναι πιο φτηνή και χρησιμοποιείται σε USB
drives, αλλά και ως μνήμη για ψηφιακές κάμερες.
Μαγνητική Ταινία
• Μέσον αποθήκευσης δεδομένων σε
μορφή κασέτας ή καρουλιού
• Τα δεδομένα γράφονται σε γραμμική σειρά
όπως στην RAM
• Ακολουθιακή προσπέλαση (sequential access)
• Ο αναγνώστης της μαγνητικής ταινίας
προσδιορίζει αν πρέπει να προχωρήσει μπροστά ή
πίσω συγκρίνοντας την θέση στην οποία βρίσκεται
με την επιθυμητή θέση => χρονοβόρα διαδικασία
• => Η άμεση πρόσβαση δεδομένων δεν είναι εφικτή
• Για διευκόλυνση της αναζήτησης, τα δεδομένα
είναι χωρισμένα σε τμήματα που λέγονται
μπλοκs (blocks) δεδομένων
• Κάθε μπλοκ περιέχει εκατοντάδες ή χιλιάδες bytes
• Κάθε μπλοκ έχει ένα διακριτό δυαδικό κώδικα
• Η αναζήτηση έχει δύο μέρη: αναζήτηση του
επιθυμητού μπλοκ, αναζήτηση/προσπέλαση
των δεδομένων
Περιστρεφόμενοι δίσκοι
•
Μαγνητικά μέσα
•
Ο δίσκος είναι χωρισμένος σε τροχιές ή κανάλια
εγγραφής (tracks). Κάθε τροχιά χωρίζετε σε τομείς
(sectors).
•
•
•
•
•
Δισκέτα ή μαλακός δίσκος (floppy disk)
Σκληρός δίσκος (hard disk)
O γνωστός δίσκος των 3 ½ ιντσών με χωρητικότητα των
1.44 Μbytes έχει 80 τροχιές σε κάθε πλευρά => σύνολο
160 τροχιές. Κάθε τροχιά έχει 18 τομείς και κάθε τομέας
έχει 512 bytes
=> 160 x 18 x 512 = 1.474.560 bytes
Η κεφαλή ανάγνωσης τοποθετείται πάνω σε μία
τροχιά και καθώς ο δίσκος γυρίζει οι πληροφορίες
διαβάζονται.
Ο δίσκος περιέχει επιπλέον πληροφορίες για την
οργάνωση των δεδομένων που είναι γνωστές εκ των
προτέρων:
•
•
•
3 ½ ιντσών
κατάλογο δεδομένων (directory) με τα ονόματα και μεγέθη όλων
των αρχείων
πίνακα αναζήτησης αρχείων (FAT – file allocation table) που
περιέχει την ακριβή τοποθεσία των δεδομένων για κάθε αρχείο
=> οι δίσκοι δεν μπορούν να μεταφερθούν από ένα σύστημα Η/Υ
σε άλλο (π.χ. από το PC στο Apple Mac)
5 ¼ ιντσών
Σκληρός δίσκος
•
Χρησιμοποιείται ευρύτατα για την
αποθήκευση δεδομένων και
προγραμμάτων
•
•
•
•
Μεγάλης χωρητικότητας
Αποτελείται από μεταλλικές πλάκες
καλυμμένες με υλικό που επιτρέπει
να αποθηκεύονται δεδομένα σε
μορφή μαγνητισμένων σημείων
Κεφαλές ανάγνωσης και γραφής
κινούνται πάνω από τις επιφάνειες
των πλακών
Χρειάζεται έναν διεπαφή ελεγκτή
(interface controller) για να λειτουργήσει
και ο υπολογιστής επικοινωνεί με τον
controller με κάποια διεπαφή π.χ. IDE,
SCSI
IDE = Integrated Drive Electronics
SCSI = Small Computer System Interface
Οπτικός δίσκος CD-ROM
• CD-ROM (= Μνήμη σύμπυκνου
δίσκου μόνο ανάγνωσης)
• Ακολουθιακή προσπέλαση
βασιζόμενη σε οπτική
αλληλεπίδραση
• Τα δεδομένα σώζονται σε ένα
σπιράλ από τα μέσα προς τα
έξω
• Μοιάζει με τον μαγνητικό δίσκο
αλλά η αποθήκευση και οργάνωση
πληροφορίας μοιάζει με εκείνη της
μαγνητικής ταινίας
• Χρησιμοποιεί κατάλογο δεδομένων
και πίνακα αναζήτησης αρχείων
• Δεν είναι απαραίτητο να διαβαστούν
όλα τα προηγούμενα δεδομένα
• Η αναζήτηση γίνεται πιο γρήγορα σε
σύγκριση με την αναζήτηση σε
Πρωτόκολλα μετάδοσης
δεδομένων
• Πολλές προϋποθέσεις λαμβάνονται υπόψη για την
ανάπτυξη ενός τέτοιου πρωτοκόλλου
• Απλό Παράδειγμα για να δούμε τις βασικές αρχές:
• ένα μήνυμα στέλλεται από την μνήμη του Η/Υ στον εκτυπωτή
(printer) μέσω καλωδίων
• Το μήνυμα κωδικοποιείται σε δυαδικά ψηφία χρησιμοποιώντας τον
Κώδικα ASCII και μεταδίδεται
• Η αποκωδικοποίηση του μηνύματος από τον δέκτη είναι εύκολη αν:
• όλα τα στοιχεία φθάσουν στον δέκτη σωστά
• ο δέκτης γνωρίζει την αρχή της στοιχειοσειράς
• ο δέκτης γνωρίζει ότι τα ψηφία παριστάνουν κώδικα ASCII
Μήνυμα: “You”
Πρωτόκολλα μετάδοσης
δεδομένων
• Έλεγχος ζεύξης δεδομένων υψηλής στάθμης (HDLC – High Level
Data Link Control)
• Πρωτόκολλο προσανατολισμένο στα δυαδικά ψηφία (bit-oriented protocol)
• Διεθνές πρότυπο καθορισμένο από το ISO (International Standards
Organization)
• Τα δεδομένα χωρίζονται σε Frames
• Frame = πλαίσιο: μια ομάδα διαδοχικών δυαδικών ψηφίων τα οποία
μεταδίδονται σαν ένα σύνολο
• Για την αναγνώριση της αρχής του Frame από τον δέκτη,
χρησιμοποιείται μοναδικός κωδικός που σημαίνει «αρχή
μηνύματος» (start-of-message or frame)
• Byte δείκτης (Flag byte) = 01111110
• Ο δέκτης εξετάζει κάθε ψηφίο και μόλις αναγνωρίσει τον δείκτη
ξέρει ότι αρχίζει το Frame
• Ποια είναι τα προβλήματα με αυτή την μέθοδο;
Πρωτόκολλο HDLC
•
•
Προβλήματα
1. αν ο κωδικός του Byte δείκτη εμφανιστεί σε ένα άλλο
μέρος του μηνύματος
2. αν τύχει σφάλμα στην μετάδοση ψηφίων
Λύσεις
1. Χρησιμοποιείται η μέθοδος του ψηφίου παραγεμίσματος
(bit stuffing)
• αν πέντε συνεχόμενα ψηφία είναι ‘1’ τότε προστίθεται ένα
ψηφίο ‘0’ => έτσι ποτέ δεν υπάρχουν έξι συνεχόμενα ψηφία ‘1’
όπως στο flag byte
• Ο δέκτης γνωρίζοντας το πρωτόκολλο αφαιρεί το ‘0’ που
ακολουθεί πέντε ψηφία ‘1’
2. Για την αναγνώριση και διόρθωση σφαλμάτων
χρησιμοποιούνται άλλα πρωτόκολλα που προσθέτουν
επιπλέον ψηφία
•
πλεονασμός ψηφίων (bit redundancy)
Επεξεργασία Κειμένου και
Πρωτόκολλα Διαδικτύου
• Στέλνοντας μόνο ASCII δεν επιτρέπει επιλογή τύπου γραμμάτων,
μέγεθος, κτλ.
• Θα μπορούσαμε να κωδικοποιήσουμε όλες τις πιθανές επιλογές
γραμμάτων με ψηφιακό κώδικα, αλλά θα ήταν πολύ μειονεκτικό.
• Εναλλακτική λύση είναι να χρησιμοποιήσουμε κάτι σαν γλώσσα
προγραμματισμού, όπως η HTML ή LaTeX.
Π.χ. το “boldface” κείμενο: A short text file.
HTML:
LaTeX:
<HTML>
<BODY>
<b>A short text file.</b>
</BODY>
</HTML>
\documentstyle{article}
\begin{document}
{\bf A short text file.}
\end{document}
• Άλλες γλώσσες περιγραφή κειμένου είναι η PostScript (για εκτύπωση
κειμένων), και η RTF (rich-text-format) η οποία είναι χρήσιμη ως
«γέφυρα» μεταξύ επεξεργαστών κειμένου οι οποίοι είναι ασύμβατοι
μεταξύ τους.
Απεικόνιση πληροφορίας
αντικείμεν
ο
είδωλο
• Επιθυμία απεικόνισης
ανθρώπων, τοπίων,
γεγονότων οδήγησε στην
εφεύρεση της
φωτογραφικής μηχανής
(1816)
• Μεγάλη εξέλιξη της
τεχνολογίας
• Πρώτες μηχανές: μεγάλες,
ακριβές με δύσκολη χρήση
• Μέγεθος μικραίνει,
αυτοματοποίηση χρήσης
• Από αναλογικές φωτογραφικές
μηχανές σε ψηφιακές
• Η βασική αρχή φωτογραφικής
απεικόνισης δεν έχει αλλάξει.
Φωτογραφική Απεικόνιση
Πληροφορίας
Είδωλο
(αναποδογυρισμένο)
•
•
•
•
Λειτουργία συστήματος απεικόνισης βασιζόμενο σε προβολή τοπίου ή
αντικειμένου από ένα φακό πάνω στο επίπεδο απεικόνισης.
Το είδωλο ή η εικόνα είναι η προβολή (projection) ενός αντικειμένου από τρεις
διαστάσεις σε δύο.
Η φωτογραφική απεικόνιση χρησιμοποιεί ορατό φως.
Μήκος εστιάσεως (focal length) – καθορίζει την μεγέθυνση του φακού (για το φιλμ
35mm: με μήκος εστιάσεως 50mm έχουμε οπτικό πεδίο παρόμοιο με το ανθρώπινο
μάτι, ενώ με 28mm έχουμε πλατύ πεδίο, και με 120mm έχουμε φακό “telephoto”, δηλ.
έχουμε μεγέθυνση). Μια camera με φακό 35mm-105mm έχει ικανότητα μεγέθυνσης
έως 3 φορές.
Φωτογραφική Απεικόνιση
Πληροφορίας
Camera obscura = σκοτεινός θάλαμος
•
Συστήματα φωτογραφικής
απεικόνισης πληροφορίας (τα
οποία χρησιμοποιούν ορατό
φως):
•
•
•
Προβολή τοπίου ή αντικειμένου
από ένα φακό πάνω στο επίπεδο
απεικόνισης:
•
•
•
•
•
Φωτογραφική κάμερα
Μάτι
Φιλμ
Αμφιβληστροειδής χιτώνας (retina)
του ματιού
Υπάρχει μαθηματική σχέση μεταξύ
ενός σημείου στην εικόνα και το
αντίστοιχο στον πραγματικό
κόσμο.
Λόγω της προβολής (projection) από
τρεις σε δύο διαστάσεις, χάνουμε
«ανεπανόρθωτα» πληροφορίες, δηλ.
το βάθος.
Μπορούμε όμως να το
ανακατασκευάσουμε (έως ένα σημείο)
με δύο εικόνες, όπως αυτές που
βλέπουν τα μάτια μας, δηλ. με
Φωτογραφική Απεικόνιση
Πληροφορίας
Η πρώτη καταγραμμένη φωτογραφία από
τον N. Niepce, 1822. (from “Computer Vision: A
Μια άλλη φωτογραφία από τον N. Niepce,
1829. (Χρειάστηκαν οχτώ ώρες εμφάνισης.)
Modern Approach”, Forsythe and Ponce)
Η πρώτη φωτογραφία ανθρώπου από τον Louis
Daguerre, 1839. (Χρειάστηκαν 10 λεπτά
εμφάνισης.)
Άλλοι τρόποι απεικόνισης
•
Για την δημιουργία εικόνας μπορούν να
χρησιμοποιηθούν διάφοροι τύποι ενέργειας
(εκτός από το ορατό φως) σε διαφόρων ειδών
συστήματα:
•
•
•
•
•
Ακτινογραφία (ακτίνες Χ)
Αξονική Τομογραφία (ακτίνες Χ)
Μαγνητική Τομογραφία (ραδιοκύματα από πυρήνες ατόμων
υπό την επίδραση μαγνητικών πεδίων)
Υπέρηχοι (ηχητικά κύματα)
Ραντάρ (ραδιοκύματα)
•
Ολογραφία (ακτίνες λέιζερ) - μοναδικό σύστημα
•
Radar – Radio Detection and Ranging
•
δημιουργεί εικόνα με τρισδιάστατο χαρακτήρα
=> Ο λόγος απεικόνισης όλων αυτών των τύπων
ενέργειας (modalities) με εικόνες, είναι γιατί η
όραση είναι η πιο σημαντική μας αίσθηση.
Σύστημα ραντάρ
• 1935 – εφευρέτης Sir Robert
A. Watson-Watt
• Η αντένα περιστρέφεται και
εκπέμπει ραδιοκύματα σε
συγκεκριμένες γωνιές
• Όταν η δέσμη ακτινοβολίας
κτυπήσει ένα αντικείμενο,
τα ραδιοκύματα
επιστρέφουν και κτυπούν
πάνω στο ραντάρ το οποίο
καταγράφει στην εικόνα την
γωνιά και την απόσταση
από την αντένα, όπως
επίσης και την ένταση της
αντανάκλασης.
• Η αντένα είναι στο κέντρο
της εικόνας
Σύστημα ραντάρ
• Η ακτινοβολία
ραδιοκυμάτων παρέχεται
από το σύστημα και όχι
από το περιβάλλον
• Η εικόνα είναι σε πολικές
συντεταγμένες και όχι σε
ορθογώνιες
• Το οπτικό σύστημα
βρίσκεται στο επίπεδο
απεικόνισης και όχι σε
κάποια απόσταση όπως
στην περίπτωση
απεικόνισης με προβολή
τοπίου από ένα φακό (δηλ.
με φωτογραφική μηχανή).
• => προσφέρει εύκολη
απεικόνιση πληροφορίας
Σύστημα ολογραφίας
•
•
•
•
1947 - εφευρέτης Dennis Gabor
Φωτισμός με λέιζερ ακτίνες
Πολύπλοκο σύστημα
Το ολόγραμμα είναι τρισδιάστατο
Άλλοι τρόποι απεικόνισης
Ακτινογραφία Μαγνητική Τομογραφία (MRI)
Αξονική Τομογραφία (CAT)
Υπέρηχοι (Ultrasound)
Ψηφιακές εικόνες
Δημιουργία ψηφιακών εικόνων:
• Χρήση ψηφιακής κάμερας
• Χρήση scanner για τη
σάρωση αναλογικών εικόνων
(π.χ. φωτογραφιών)
Χαρακτηριστικά:
• Στοιχεία εικόνας (picture
elements – pixels)
• Αναπαράσταση μιας εικόνας
μέσω ενός ορθογωνίου πλέγματος
(grid) από pixels
• Ανάλυση ή ευκρίνεια εικόνας
(picture resolution)
Πλέγμα με 13 x 13 στοιχεία
= 169 pixels
(με πρόσθετες μαύρες γραμμές)
Ανάλυση εικόνας
(picture resolution)
• Αναφέρεται στην τοποθέτηση των pixel και
μετριέται σε pixels ανά ίντσες - pixels per inch
(ppi). Για εκτυπωτές και σαρωτές (scanners)
μετριέται σε τελείες ανά ίντσα - dots per inch
(dpi).
• Εάν μια εικόνα έχει ανάλυση 72 ppi, τότε σε μια
τετραγωνική ίντσα μπορεί να εμφανίσει
72 72 = 5184 pixels
• Όσο μεγαλύτερη είναι η ανάλυση μιας εικόνας
τόσο περισσότερα δεδομένα (pixels) περιλαμβάνει.
Επίσης, μπορεί να σημαίνει και περισσότερη
πληροφορία, αλλά όχι πάντοτε.
Ψηφιακή φωτογραφική
• Χρησιμοποιούν αισθητήρες
διάταξης.
• Ανάλογα με την ποιότητα
(τόνο, απόχρωση, ένταση)
του φωτός που προσπίπτει
σε κάθε ένα εικονοστοιχείο
του αισθητήρα, παράγεται ένα
byte (8-bit) πληροφορίας.
• => 256 (από 0-255)
διαφορετικές τιμές για κάθε
πληροφορία/μέτρηση του
εικονοστοιχείου.
• Για κάθε εικονοστοιχείο
συνήθως μετρούμε τρία
βασικά χρώματα, έτσι
μπορούμε να χρειαστούμε
έως και 24 bits.
Ο Σαρωτής
• Ο scanner επιτρέπει στον υπολογιστή
να μετατρέπει μια αναλογική εικόνα σε
ψηφιακή μορφή έτσι ώστε να μπορεί
να προβάλλει ή να επεξεργαστεί την
εικόνα.
• Κύριο χαρακτηριστικό είναι η
ανάλυσή του, η οποία ορίζει πόσο
ευκρινώς και λεπτομερώς μπορεί να
διαβάσει ο scanner.
• Όσο ψηλότερη είναι η ανάλυση τόσο
περισσότερη μνήμη χρειάζεται για να
σαρωθεί ένα αντικείμενο και τόσο
μεγαλύτερο αρχείο παράγεται.
Παράδειγμα ψηφιακής εικόνας
• Η εικόνα των λουλουδιών αποτελείται από πολύ μικρά
στοιχεία.
• Τα στοιχεία είναι αντιληπτά όταν μεγεθύνουμε μια
περιοχή αρκετά.
• Ο αριθμός στοιχείων μιας εικόνας εξαρτάται από την
ψηφιοποίηση που κάνουμε και καθορίζει την ανάλυση της
εικόνας.
• Επίσης, η εικόνα έχει τρία βασικά κανάλια ή επίπεδα, ένα
για κάθε βασικό χρώμα (κόκκινο, πράσινο, μπλε).
Αναπαράσταση εικόνας
• Γενικά
• Διτονικές εικόνες (bitonal, binary, or halftone)
• Εικόνες «συνεχούς» τόνου (continuous tone images)
• Κλίμακες γκρίζου (gray scale)
• έγχρωμες (color)
• Βασικές αποφάσεις
• Αριθμός στοιχείων εικόνας
• Δυνατές τιμές (intensity values) για κάθε στοιχείο εικόνας
• Άλλες αποφάσεις
• Μέγεθος
• Απόχρωση (color space, e.g. RGB, CMYK)
• Τύπος (JPEG, GIF, TIFF, κτλ.)
Αναπαράσταση μίας εικόνας
256 x 256 =
65.536 pixels
128 x 128 =
16.384 pixels
64 x 64 =
4.096 pixels
16 x 16 =
256 pixels
Αναπαράσταση εικόνας
• Απόδοση χρωμάτων (color encoding)
• Συσχέτιση κάθε στοιχείου εικόνας με ένα χρώμα μέσω ενός αριθμού
από bits:
• Ασπρόμαυρη (διτονική) εικόνα
• Εικόνα σε επίπεδα του γκρίζου (gray level quantization)
• Έγχρωμη εικόνα
Περισσότερα bits
Αναπαράσταση μίας εικόνας
6 bits  64 επίπεδα γκρίζου
•
•
3 bits  8 επίπεδα γκρίζου
1 bit  ασπρόμαυρη
(binary image)
Όπως και με το ύψος της ανάλυσης, όσο λιγότερα τα επίπεδα γκρίζου, τόσο
πιο πολύ επηρεάζεται η ποιότητα της εικόνας.
Μπορούμε να αυξήσουμε την ποιότητα χρησιμοποιώντας “dithering”, ένα
αλγόριθμο που διασκορπά το λάθη κβαντοποίησης χωρικά.
Προσθετική Παραγωγή Χρώματος
•
•
•
Διάγραμμα που δείχνει όλες τις
αποχρώσεις χρωμάτων στο ορατό
φάσμα (full range of hue) και τιμή
κορεσμού (saturation values). 0%
κορεσμός στο κάτω μέρος και 100%
κορεσμός στο πάνω μέρος
Ένα μεγάλο μέρος του ορατού φάσματος
μπορεί να φτιαχτεί από τη μίξη τριών
βασικών συνιστωσών φώτων σε
διαφορετικές αναλογίες και εντάσεις. Οι
τρεις αυτές συνιστώσες είναι τα βασικά
χρώματα: Κόκκινο, Πράσινο και Μπλε
(Red, Green, Blue)
Είναι προσθετικά χρώματα: η μίξη και των
τριών χρωμάτων δημιουργεί το λευκό χρώμα.
RGB
Σύγκριση με αφαιρετικά
χρώματα στη ζωγραφική
– CMYK.
Απόδοση χρωμάτων
24 bit color
(8 bits για το καθένα,
κόκκινο, πράσινο και μπλε)
8 bit color
16 bit color
4 bit color
Στην συνέχεια…
• Επεξεργασία εικόνας
• Φιλτράρισμα
• Βελτίωση εικόνας
• Εξαγωγή χρήσιμων πληροφοριών από εικόνες (π.χ.
ανασυγκρότηση τρισδιάστατου σχήματος)
• Συμπίεση δεδομένων εικόνας
• Αναπαράσταση Οπτικής πληροφορίας:
• Από εικόνες σε βίντεο
• Κωδικοποίηση εικόνας και βίντεο
• Εφαρμογές
•
•
•
•
Στερεοσκοπική όραση
3D σάρωση
VRML
Graphics