Представление  изображения регулируемым числом точек

Цель работы: дать качественную оценку изображений при изменении количества пикселей на изображении объекта.

Технические средства: программный пакет для обработки изображений «Heurisko»

 

Общие положения

Изображение представляется в виде двухмерных массивов точек (пикселей на 2-D сетке). Пиксель представляет энергетическое излучение в соответствующем месте прямоугольной сетки (в простейшем случае). Каждый пиксель представляет не просто точку на изображении, а скорее прямоугольную плоскость, элементарную ячейку сетки. Величина размера пикселя, представляет оценку среднего энергетического излучения для соответствующей ячейки. При больших размерах пикселей не только пространственное разрешение является плохим, но и появляется неоднородности уровня яркости на границах пикселей. Они называются мешающими искажениями и отвлекают внимание человека от содержания изображения. По мере того, как пиксели становятся меньше, эффект становится менее выраженным, вплоть до момента получения ощущения пространственно непрерывного изображения. Данный эффект возникает при условии, что пространственная разрешающая способность нашей зрительной системы больше, чем размер пикселей. Т.о., для конкретного изображения объекта размер пикселей должен быть меньше, чем самые мелкие размеры объектов, которые мы изучаем. Если изображение содержит достаточное количество пикселей, оно кажется непрерывным. Т.о., получение непрерывного пространственного изображения возможно при условии:

1) уменьшения размера пикселя;

2) нахождения оптимального расстояния для улучшения разрешающей способности зрительной системы (наблюдение изображения с разных расстояний).

Мерой точности аппроксимации непрерывного изображения конечным числом пикселей является разрешение , тесно связанное с дискретизацией. Разрешение представляет количество горизонтальных , и вертикальных  пикселей в цифровом изображении или кадре видео:

 

.                                                    (3.1)

 

Разрешение кадра задается размером в пикселях:

§ кадр PAL равен 768×576 пикселей;

§ кадр NTSC равен 640×480 пикселей.

 

Выполнение работы

1. Запустить на выполнение файл «dip6ex 02.01» (папка «chap 02»). При этом, в качестве исследуемых, выбираются изображения папок grafscale иsequences.

2. Изменяя величину пикселей, индивидуально для каждого наблюдателя, дать оценку полученным изображениям по наличию контуров изменения яркости и т.д.

3. По формуле (3.1) определить величину разрешения, принимая следующие допущения:

 

,                              (3.2)

 

где , – количество пикселей исходного изображения по горизонтали и вертикали (считывается с изображения);

.

4. Выполнить пп. 2 и 3 для различных расстояний до изображения:

5. Построить зависимости для оценок, полученных в пп. 2-4. Сделать выводы о зонах разрешения зрительной системы человеческого зрения.

 

Содержание отчета

В отчете предоставить табличные и графические представления полученных зависимостей качества изображения от величины пикселя для различных изображений. Сделать выводы о получение непрерывного пространственного изображения при условиях:

1) изменения размера пикселя;

2) изменения расстояния до изображения.

 

4. Контрольные вопросы

1. Что такое пиксель?

2. Что такое разрешение?

3.  При каких условиях зрительная система человека воспринимает изображение как непрерывное?

4. Какое разрешение имеет кадр PAL?

5. Какое разрешение имеет кадр NTSC?

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №  4