Компьютерные книги
Главное меню
Главная Поиск по сайту Добавить материал О нас Карта книг Карта сайта
Реклама
computersbooks.net -> Добавить материал -> Графика -> Гонсалес Р. -> "Цифровая обработка изображений" -> 35

Цифровая обработка изображений - Гонсалес Р.

Гонсалес Р., Вудс Р. Цифровая обработка изображений — М.: Техносфера, 2005. — 1072 c.
ISBN 5-94836-028-8
Скачать (прямая ссылка): cifrovayaobrabotkaizobrajeniy2005.djvu
Предыдущая << 1 .. 29 30 31 32 33 34 < 35 > 36 37 38 39 40 41 .. 349 >> Следующая

2.3.3. Регистрация изображения с помощью матрицы сенсоров
На Рис. 2.12(b) изображено расположение отдельных сенсоров в форме двумерного массива (матрицы). Многочисленные электромагнитные и некоторые ультразвуковые устройства ввода данных сегодняшних систем обработки изображений используют именно матрицу сенсоров. Такая же конструкция находится внутри подавляющего числа цифровых камер, в которых типичным чувствительным элементом является матрица на основе приборов с зарядовой связью
2.3. Считывание и регистрация изображения ^
(ПЗС), которые выпускаются в виде монолитной конструкции, объединяющей 4000x4000 элементов (и более) с широким диапазоном чувствительных свойств. ПЗС-матрицы широко используются в цифровых фото- и видеокамерах, а также других светочувствительных приборах. Ответная реакция каждого элемента пропорциональна интегралу световой энергии, попадающей на поверхность этого элемента за время экспозиции; это свойство используется в астрономии и других приложениях, где требуется получать изображения с низким уровнем шума. Уменьшение шума достигается за счет того, что чувствительным элементам дают возможность интегрировать принимаемый световой сигнал в течение минут или даже часов (подробнее способ понижения уровня шума путем интегрирования обсуждается в Главе 3). Коль скоро изображенная на Рис. 2.15(в) матрица сенсоров двумерна, ее главное достоинство состоит в том, что можно считать сразу все изображение, если сфокусировать на поверхности матрицы отвечающий ему пространственный поток лучистой энергии. Легко видеть, что в таком случае отпадает необходимость в механическом перемещении сенсоров, как это было в рассмотренных выше случаях одиночного сенсора или линейки таких сенсоров.
Цифровое изображение на выходе
(®Р Источник освещения ¦^/71 \ (энергии)
Система формирования изображения
Рис. 2.15. Процесс регистрации цифрового изображения (пример), (а) Источник энергии («освещения»), (б) Элемент сцены, (в) Система формирования изображения. (г) Проекция сцены на плоскость изображения, (д) Оцифрованное изображение.
Объект сцены
Плоскость изображения
Глава 2. Основы цифрового представления изображений
Рис. 2.15 иллюстрирует главный способ использования матриц сенсоров. Здесь показано, что энергия, излучаемая источником освещения, отражается от объекта сцены (но, как отмечалось в начале этого раздела, энергия также может и проникать сквозь объекты сцены). Первая функция, выполняемая системой формирования изображения (Рис. 2.15(b)), состоит в том, чтобы собрать поступающую энергию и сфокусировать ее на плоскости изображения. Если для освещения используется источник видимого света, то на входе системы формирования изображения имеется объектив, который проецирует наблюдаемую сцену на плоскость изображения (Рис. 2.15(г)). Совмещенная с этой плоскостью чувствительная матрица генерирует набор выходных сигналов, каждый из которых пропорционален интегралу световой энергии, принятой соответствующим сенсором. С помощью цифровой и аналоговой электроники эти выходные сигналы поочередно преобразуются в комплексный видеосигнал. Тот факт, что регистрация двумерного сигнала осуществляется дискретно расположенными в пространстве сенсорами, обеспечивает пространственную дискретизацию сигнала; квантование его осуществляется в следующем блоке системы формирования изображения. На выходе ее получается цифровое изображение, схематически показанное на Рис. 2.15(д). Преобразование изображения в цифровую форму является темой Раздела 2.4.
2.3.4. Простая модель формирования изображения
Как уже говорилось в Разделе 1.1, мы будем рассматривать изображение как двумерную функцию вида/(х, у). Значение функции/в точке с пространственными координатами (х, у) является положительной скалярной величиной, физический смысл которой определяется источником изображения. Большинство рассматриваемых в этой книге изображений являются монохромными (черно-белыми), и их значения находятся в некотором диапазоне яркостей, как об этом говорилось в Разделе 2.2. Если изображение генерируется в результате физического процесса, его значения пропорциональны энергии излучения некоторого физического источника, например, энергии электромагнитных колебаний, вследствие чего функция / (х, у) должна быть ненулевой и конечной, т.е.
О </(*,)>)< °о. (2.3-1)
Функцию / (х, у) можно характеризовать двумя компонентами: (1) величиной светового потока, который падает на наблюдаемую
2.3. Считывание и регистрация изображения 97
сцену от источника, и (2) относительной долей светового потока, отраженного от объектов этой сцены. Мы будем называть эти компоненты освещенностью и коэффициентом отражения, обозначая их соответственно /' (х, у) а г (х, у). Произведение этих функций дает функцию изображения:
f(x, У) = i(x, у) г(х, у) , (2.3-2)
0<і(х,у)<°° (2.3-3)
0< r(x,y) < 1. (2.3-4)
Соотношение (2.3-4) указывает, что коэффициент отражения может меняться в пределах от 0 (полное поглощение) до 1 (полное отражение). Природа функции i(x, у) зависит от источника освещения, тогда как функция г (х, у) определяется свойствами объектов изображаемой сцены. Примечательно, что приведенные выражения в равной мере применимы также и к изображениям, сформированным в проходящем освещении (сквозь наблюдаемый объект), как, например, при рентгене грудной клетки. В подобном случае в качестве функции г (х, у) мы имеем дело с коэффициентом пропускания вместо коэффициента отражения, но пределы ее изменения будут те же, что и в (2.3-4), и функция изображения формируется по той же модели — как произведение (2.3-2).
Предыдущая << 1 .. 29 30 31 32 33 34 < 35 > 36 37 38 39 40 41 .. 349 >> Следующая
Книги
Web-программирован-
ие
Аппаратное обеспечение Графика Руководство по П.О. Самоучитель Теория программирования Фотошоп Языки программирования
Новые книги
Вирт Н. "Систематическое программирование " (Теория программирования)

Эком "Microsoft Excel 2000 шаг за шагом Русская версия самоучитель " (Самоучитель)

Поляков А.Ю. "Методы и алгоритмы компьютерной графики в примерах Vizual C++" (Графика)

Баяковский Ю.М. "Графическая библиотека Open GL " (Графика)

Валиков А. "Технология " (Языки программирования)
Авторские права © 2013 ComputersBooks. Все права защищены.