تصویر دیجیتالی چیست ؟ بررسی تصاویر باینری،RGB و ….
تصویر دیجیتالی چیست ؟
در این پست به بررسی تصویر دیجیتال و انواع تصاویر دیجیتال می پردازیم پس با ما همراه باشید .
تصویر دیجیتالی چیست ؟
تصویر دیجیتال در واقع یک عکس است که با استفاده از عمل نمونه برداری به یک ماتریس تبدیل شده است .
در این حالت یک تصویر را می توان توسط تابع دو بعدی f(x,y) نمایش داد که در آن X و Y را مختصات مکانی و مقدار f در هر نقطه را میزان روشنایی تصویر درآن نقطه می گویند.
به زبان ساده تر یک تصویر دیجیتال در واقع یک ارایه است که در هر خانه از این ارایه
(که به آن پیکسل میگوییم) یک عدد بین ۰ تا ۲۵۵ قرار گرفته است .
و این عدد نشان دهنده میزان روشنایی آن پیکسل می باشد.
تصاویر رنگی از تعدادی تصویر دوبعدی تشکیل شده است.
زمانی که مقادیر X و Y و مقدار f(x,y) مقادیر گسسته و محدود باشند، تصویر یک تصویر دیجیتال است.
برای نشان دادن یک تصویر M * N از یک آرایه دو بعدی ( یا ماتریس) که M سطر و N ستون دارد استفاده میشود .
مقدار هر عنصر از آرایه نشان دهنده میزان روشنایی تصویر در آن نقطه گفته می شود.
هر عنصر آرایه یک مقدار ۸ بیتی است که می تواند مقداری بین ۰ و ۲۵۵ داشته باشد.
مقدار صفر نشان دهنده رنگ تیره ( سیاه ) و مقدار ۲۵۵ نشان دهنده رنگ روشن( سفید ) است.
به عنوان مثال تصویر فوق که سایز آن ۲۸۸ * ۲۶۵ است از یک ماتریس که دارای ۲۸۸ سطر و ۲۶۵ ستون است برای نمایش تصویر استفاده می کند .
هر پیکسل از این تصویر نیز مقداری بین ۰ و ۲۵۵ دارد .
نقاط روشن مقادیری نزدیک به ۲۵۵ و نقاط تیره مقادیر نزدیک به ۰ دارد.
همه توابع پردازش تصویر از این مقادیر استفاده کرده و اعمال لازم را بر روی تصویر انجام می دهند.
شناسایی تصویر برایMATLAB
برای آنالیز و پردازش یک تصویر و شناسایی آن برای نرم افزار MATLAB باید تصویر را قابل فهم برای سیستم تبدیل نمود.
تنها زبان قابل فهم یک سیستم کامپیوتری اعداد می باشد.
به همین دلیل تصاویر به صورت ماتریسی از اعداد تبدیل می شود که نرم افزار تنها با این اعداد در ارتباط است.
البته برای تصاویر غیر رنگی تنها به یک ماتریس نیاز است اما برای تصاویر رنگی به سه ماتریس جدا برای هر یک از سه رنگ اصلی RGB نیاز می باشد و نرم افزار باید هر ماتریس را جداگانه مورد بررسی قرار دهد.
نرم افزار MATLAB چهار نمونه از این تصاویر را تولید و بررسی می کند که عبارتند از:
- تصاویر باینری ( BINARY )
- تصاویر رنگی با شاخص ) INDEXED)
- تصاویر غیر رنگی با شدت نور (INTENSITY یا GRAY )
- تصاویر رنگی RGB ( True color )
تصویر سطح خاکستری ( Intensity یا Gray )
این نوع تصاویر غیر رنگی با وضوح روشنی و تیرگی های تصویر به صورت تک ماتریس در ابعاد تصویر می باشد.
به این نوع تصاویر, تصاویر خاکستری یا Gray گفته می شود.
آرایه های ماتریس این تصویر تنها نشان دهنده میزان روشنایی و یا تیرگی و سایه های تصویر هستند.
در قدیم آرایه های این نوع تصاویر عددی بین ۰و۱ و تا سه رقم اعشار بود اما در حال نوع تصاویر به صورت بیشتر تا ۸ بیتی و شبیه به اعداد ماتریس RGB می باشد.
در حقیقت این نوع تصویر تنها تفاوتی که با تصاویر RGB دارند این است که نبود رنگ در تصاویر می ب
تصویر خاکستری توسط یک ماتریس مشخص می شود.
ابعاد تصویر با ابعاد ماتریس برابر است و مقدار هر پیکسل بین صفر تا ۲۵۵ هست.
مقدار هر پیکسل معرف مقدار سطح خاکستری آن نقطه است.
رنگ سفید با مقدار ۲۵۵ و رنگ سیاه با مقدار ۰ نشان داده می شود.
و سایر سطوح خاکستری با مقادیر بین صفر و ۲۵۵ نشان داده می شوند.
هر چقدر عدد به ۲۵۵ نزدیک تر باشد، پیکسل مورد نظر روشن تر دیده می شود و هرچقدر به صفر نزدیکتر باشد پیکسل مورد نظر تاریکتر دیده می شود.
نکته: با فرمت اعشاری (بین صفر تا ۱) نیز سطوح خاکستری نمایش داده میشوند که ۱ معادل با ۲۵۵ و صفر همان صفر قبلی است.
تصویر باینری( Binary )
تصویر باینری نیز توسط یک ماتریس مشخص می شود که ابعاد تصویر با ابعاد ماتریس برابر است و مقدار هر پیکسل صفر یا یک است.
رنگ سفید با مقدار ۱ و رنگ سیاه با مقدار ۰ نشان داده می شود.
این نوع تصاویر کاربرد فراوانی را در زمینه پردازش تصویر دارند و اکثر برنامه ها تصاویر خود را در نهایت به این نوع تصاویر تبدیل کرده و بر روی آن پردازش را انجام می دهند .
ساده ترین پردازش در مورد این نوع تصاویر صورت می گیرد و تنها به دلیل تک بیت بودن پیکسل ها ی این نوع تصاویر است
( اعداد ۰ به معنی رنگ سیاه و اعداد ۱ به معنی رنگ سفید می باشد)
کاربرد تصویر باینری در پردازش تصویر بسیار مهم و زیاد است،
تقریبا اکثر اطلاعات مهم تصویر مانند تعداد ذرات و ویژگی های هندسی آن ها از تصویر باینری استخراج می شود
تصویر رنگی با شاخص ( Indexed )
تصاویری رنگی که بعد از ورود به محیط Matlab تبدیل به یک ماتریس به اندازه ابعاد تصویر شده که آرایه های آن دارای اعدادی می باشد.
در این تصاویر خود عدد آرایه و ماتریس مشخص کننده رنگ پیکسل نیست بلکه عدد آرایه شاخص یا شماره عددی از یک جعبه رنگ می باشد.
این رنگ به صورت ۳ ماتریس برای رنگ های سبز و آبی و قرمز تعبیه شده است و در حافظه نرم افزار و با فراخوانی تصویر و یا جعبه های رنگ آماده توسط اعداد درون ماتریس تصویر index فراخوانی شده و به نمایش در می آیند.
تصاویر RGB (تصویر رنگی ار جی بی)
این تصویر توسط سه ماتریس مشخص می شود که هر ابعاد هر ماتریس با ابعاد تصویر برابر است.
و هر یک ماتریس ها معرف نسبت رنگهای قرمز، سبز و آبی هستند.
مقادیر هر کدام از ماتریسها بین ۰ تا ۲۵۵ است.
تصویر دیجیتالی چیست ؟ بررسی تصاویر باینری،RGB و ….