Цифровое изображение кратко

Привет, Вы узнаете о том , что такое цифровое изображение, Разберем основные их виды и особенности использования. Еще будет много подробных примеров и описаний. Для того чтобы лучше понимать что такое цифровое изображение , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Компьютерная графика.

цифровое изображение — это изображение , состоящее из элементов изображения , также известных как пиксели , каждый из которых имеет конечные дискретные величины числового представления для своей интенсивности или уровня серого , что является выходом его двумерных функций, подаваемых в качестве входных данных его пространственными координатами, обозначенными как x , y на оси x и оси y соответственно. В зависимости от того, является ли разрешение изображения фиксированным, оно может быть векторным или растровым . Сам по себе термин «цифровое изображение» обычно относится к растровым изображениям или растровым изображениям (в отличие от векторных изображений ).

Растровые изображения имеют конечный набор цифровых значений, называемых элементами изображения или пикселями . Цифровое изображение содержит фиксированное количество строк и столбцов пикселей. Пиксели — это наименьший отдельный элемент изображения, содержащий квантованные значения, которые представляют яркость заданного цвета в любой конкретной точке.

Обычно пиксели хранятся в памяти компьютера в виде растрового изображения или растровой карты, двумерного массива небольших целых чисел. Эти значения часто передаются или хранятся в сжатом виде.

Растровые изображения могут быть созданы с помощью различных устройств ввода и методов, таких как цифровые камеры , сканеры , координатно-измерительные машины, сейсмографическое профилирование, бортовые радары и т. д. Их также можно синтезировать из произвольных не-изображений данных, таких как математические функции или трехмерные геометрические модели; последние являются основным подразделом компьютерной графики . Область цифровой обработки изображений — это изучение алгоритмов их преобразования.

Большинство пользователей сталкиваются с растровыми изображениями посредством цифровых камер, которые используют один из нескольких форматов файлов изображений .

Некоторые цифровые камеры предоставляют доступ практически ко всем данным, снятым камерой, используя формат изображения RAW . Универсальные руководящие принципы фотографической обработки изображений (UPDIG) предлагают использовать эти форматы, когда это возможно, поскольку файлы RAW создают изображения наилучшего качества. Эти форматы файлов предоставляют фотографу и обрабатывающему агенту максимальный уровень контроля и точности для вывода. Их использование сдерживается распространенностью конфиденциальной информации ( коммерческой тайны ) для некоторых производителей камер, но были инициативы, такие как OpenRAW, чтобы повлиять на производителей, чтобы они публиковали эти записи. Альтернативой может быть Digital Negative (DNG) , фирменный продукт Adobe, описываемый как «публичный архивный формат для данных RAW цифровой камеры». Хотя этот формат еще не получил всеобщего признания, поддержка продукта растет, и все более профессиональные архивисты и специалисты по охране природы, работающие в уважаемых организациях, по-разному предлагают или рекомендуют DNG для архивных целей. Об этом говорит сайт https://intellect.icu .

Векторные изображения получены из математической геометрии ( вектор ). В математических терминах вектор состоит из величины, или длины, и направления.

Часто в одном изображении объединяются как растровые, так и векторные элементы, например, в случае рекламного щита с текстом (вектор) и фотографиями (растр).

Примерами векторных типов файлов являются EPS , PDF и AI .

Программное обеспечение для просмотра изображений, отображаемое на изображениях. Веб-браузеры могут отображать стандартные форматы изображений Интернета, включая JPEG , GIF и PNG . Некоторые могут отображать формат SVG , который является стандартным форматом W3C . В прошлом, когда Интернет был еще медленным, было принято предоставлять «предварительные» изображения, которые загружались и появлялись на веб-сайте, прежде чем заменялись основным изображением (чтобы дать предварительное впечатление). Теперь Интернет достаточно быстрый, и это предварительные изображения используются редко.

Некоторые научные изображения могут быть очень большими (например, изображение Млечного Пути размером 46 гигапикселей , размером около 194 Гб). Такие изображения трудно загрузить, и обычно их просматривают онлайн через более сложные веб-интерфейсы .

Некоторые просмотрщики предлагают утилиту для показа слайд-шоу, позволяющую отображать последовательность изображений.

Первое сканирование, проведенное SEAC в 1957 году

Сканер SEAC

Ранние цифровые факсимильные аппараты, такие как система передачи изображений по кабелю Bartlane, появились на десятилетия раньше цифровых камер и компьютеров. Первое изображение, которое было отсканировано, сохранено и воссоздано в цифровых пикселях, было показано на автоматическом компьютере Standards Eastern ( SEAC ) в NIST . Развитие цифровых изображений продолжилось в начале 1960-х годов, наряду с развитием космической программы и медицинских исследований. Проекты в Лаборатории реактивного движения , Массачусетском технологическом институте , Bell Labs и Мэрилендском университете , среди прочих, использовали цифровые изображения для совершенствования спутниковых изображений , преобразования стандартов телефотосъемки, медицинской визуализации , технологии видеофонии , распознавания символов и улучшения фотографий.

Стремительное развитие цифровой обработки изображений началось с появлением МОП-интегральных схем в 1960-х годах и микропроцессоров в начале 1970-х годов, а также с развитием соответствующих запоминающих устройств , технологий отображения и алгоритмов сжатия данных .

Изобретение компьютерной аксиальной томографии ( CAT-сканирования ), использующей рентгеновские лучи для получения цифрового изображения «среза» трехмерного объекта, имело большое значение для медицинской диагностики. Наряду с возникновением цифровых изображений, оцифровка аналоговых изображений позволила улучшить и восстановить археологические артефакты и начала использоваться в таких различных областях, как ядерная медицина , астрономия , правоохранительные органы , оборона и промышленность

Достижения в области микропроцессорной технологии проложили путь к разработке и маркетингу приборов с зарядовой связью (ПЗС) для использования в широком спектре устройств захвата изображений и постепенно вытеснили использование аналоговой пленки и ленты в фотографии и видеосъемке к концу 20-го века. Вычислительная мощность, необходимая для обработки цифрового захвата изображений, также позволила цифровым изображениям , созданным на компьютере, достичь уровня детализации, близкого к фотореализму .

Первым полупроводниковым датчиком изображения был ПЗС, разработанный Уиллардом С. Бойлом и Джорджем Э. Смитом в Bell Labs в 1969 году. Исследуя технологию МОП, они поняли, что электрический заряд является аналогом магнитного пузыря и что он может храниться на крошечном МОП-конденсаторе . Поскольку было довольно просто изготовить ряд МОП-конденсаторов в ряд, они подключили к ним подходящее напряжение, чтобы заряд мог передаваться от одного к другому. ПЗС — это полупроводниковая схема, которая позже использовалась в первых цифровых видеокамерах для телевизионного вещания .

Ранние ПЗС-датчики страдали от задержки затвора . Эта проблема была в значительной степени решена с изобретением закрепленного фотодиода (PPD). Он был изобретен Нобуказу Тераниши , Хиромицу Шираки и Ясуо Исихарой ​​в NEC в 1980 году. Это была структура фотодетектора с малой задержкой, низким уровнем шума , высокой квантовой эффективностью и низким темновым током . В 1987 году PPD начали включать в большинство ПЗС-устройств, став неотъемлемой частью потребительских электронных видеокамер , а затем и цифровых фотоаппаратов . С тех пор PPD использовался почти во всех ПЗС-датчиках, а затем и в КМОП-датчиках.

Датчик с активными пикселями NMOS (APS) был изобретен компанией Olympus в Японии в середине 1980-х годов. Это стало возможным благодаря достижениям в производстве полупроводниковых приборов MOS , при этом масштабирование MOSFET достигло микронных , а затем и субмикронных уровней. Датчик с активными пикселями NMOS был изготовлен командой Цутому Накамуры в Olympus в 1985 году. Датчик с активными пикселями CMOS (CMOS-датчик) был позже разработан командой Эрика Фоссума в Лаборатории реактивного движения NASA в 1993 году. К 2007 году продажи датчиков CMOS превзошли продажи датчиков CCD.

Важным достижением в технологии сжатия цифровых изображений стало дискретное косинусное преобразование (DCT), метод сжатия с потерями, впервые предложенный Насиром Ахмедом в 1972 году. Сжатие DCT используется в JPEG , который был представлен Объединенной группой экспертов по фотографии в 1992 году. JPEG сжимает изображения до гораздо меньших размеров файлов и стал наиболее широко используемым форматом файлов изображений в Интернете .

В цифровой обработке изображений мозаика — это комбинация неперекрывающихся изображений, организованных в некоторую тесселяцию . Гигапиксельные изображения являются примером таких цифровых мозаик изображений. Спутниковые изображения часто объединяются в мозаику, чтобы покрыть регионы Земли.

Интерактивный просмотр обеспечивается с помощью фотографии виртуальной реальности .

Исследование, описанное в статье про цифровое изображение, подчеркивает ее значимость в современном мире. Надеюсь, что теперь ты понял что такое цифровое изображение и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то не стесняйся, пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории Компьютерная графика