Cuntizarea imaginilor

Imagine se numeşte reprezentarea unui obiect, executată pe o suprafaţă prin acţiunea directă a utilizatorului sau prin intermediul unui echipament. Cu titlul de exemplu amintim desenele, fotografiile, imaginile formate de diverse sisteme optice, optico-mecanice sau optico-electronice: microscopul, telescopul, aparatele cinematografice, televiziunea etc.

Pentru a evalua cantitaea de informaţie, imaginea este împărţită în microzone, numite de cele mai multe ori puncte sau pixeli. Descompunerea imaginei în punce se realizează cu ajutorul unui rastru. Rastrul reprezintă o suprafaţă plană, în general drepunghiulară, pe care sunt trasate două seturi de linii paralele, perpendiculare între ele. Densitatea liniilor și, respectiv, densitatea punctelor caracterizează puterea de rezoluție a echipamentelor pentru reproducerea sau formarea imaginilor.

Discretizarea în spaţiu.

Descompunerea imaginilor în microzone (puncte) reprezintă o procedură de discretizare în spaţiu.

Cantitatea de informaţie a unei imagini monocrom

În cazul imaginilor monocrome fiecare microzonă se descrie prin luminanţa sa, care în general este o mărime continuă. Numărul cuantelor n va caracteriza puterea de rezoluţie a echipamentelor pentru reproducerea sau formarea imaginilor. Prin urmare, cantitatea de informaţie a unei imagini monocrom

I =  mx my log2 n,

Unde mx şi my reprezintă numărul de microzone ale rastrului respectiv pe orizantală şi verticală

Cantitatea de informaţie a unei imagini colore

Întucît culorile pot fi redate prin suprapunerea a trei reprezentări ale aceleiaşi imagini în roşu verde şi albastru cantitatea de informaţie a unei imagini colore va fi

I =  3 mx my log2 n,

Unde mx şi my reprezintă numărul de microzone ale rastrului respectiv pe orizantală şi verticală

Imaginile obiectelor în mişcare

Imaginile obiectelor în mişcare se discretizează în timp, obişnuit 24 sau 25 cadre pe secundă. Prin urmare, cantitatea de informaţie dintr-un film cu durata T se determină din relaţia

V = T f I,unde f este fregvenţa cadrelor,

iar I cantitatea de informaţie dintr-un singur cadru.

Setul de cuvinte binare care reprezintă informaţia fiecărei microzone se numeşte imagine numerică. Operaţie de transformare a imaginei într-un set de cuvinte binare se numeşte cuantizarea imaginii.

Imaginile preluate de camerele video se cuantizează cu ajutorul convertoarelor analog-numerice. Imaginile de pe hîrtie pot fi cuantizate cu ajutorul unui dispozitiv special, numit scaner. Acest dispozitiv conține celule fotosensibile, convertoare analog-numerice și mecanisme de avansare a hîrtiei.

Sarcini1. Care este destinația rastrului? Din care considerente se alege

densitatea liniilor unui rastru.2. Cum se evaluează cantitatea de informație dintr-o imagine

monocromă?3. Cum pot fi redate culorile unui imagini multicolore? Cum se

evaluează cantitatea de informație dintr-o imagine color?4. Cîtă informație conține o fotografie color cu dimensiunile

20x20 cm, reprodusă cu ajutorul unui rastru ce conține 60 de puncte/cm. Pot fi redate pănă la 256 de culori de luminanță ale punctelor respective.

5. Rastrul unei camere de luat vederi este format din 1024x1024 de puncte. Pot fi redate pînă la 64 de niveluri de luminanță ale punctelor respective. Cîtă informație va conține un film video cu durata de 3 ore?

6. Imaginea numerică conține cîte un cuvînt binar pentru fiecare punct al rastrului unui utilizator. Cîte niveluri de luminanță pot fi redate pe ecran dacă cuvintele imaginii numerice sînt 3-poziționale? 5-poziționale? 8- poziționale.