Prelucrarea Imaginii în Sistemele Multimedia

Beauty is in the eye of the beholder" (Frumuseţea constă în ceea ce vedem cu ochii), pune foarte sugestiv William Shakespeare. Şi această frumuseţe este dată de culorile, strălucirea şi formele pe care le vedem în jurul nostru, creaţie a naturii şi a omului.

Pentru ca obiectele construite de mâna sa să se îmbine armonios cu cele din natură şi fiecare colţişor din mediul înconjurător să-i producă emoţii puternice, omul a descoperit cum este percepută culoarea şi a învăţat să reproducă culorile pe care le distinge cu ochiul liber, în mediul înconjurător. Şi, după ce şi-a vopsit trupul, obiectele de uz personal sau casele după preferinţe, omul şi-a pus problema reproducerii imaginii sale şi a imaginilor din lumea înconjurătoare, iniţial pentru imortalizare, iar mai apoi pentru utilizarea lor în scopuri economice, sociale şi politice.

Fie ca este vorba de grafice, fotografii, ori de figuri animate sau de clipuri video, imaginea este alături de text şi sunet, componenta de bază a oricărui sistem multimedia.

Caracterizate prin marea cantitate de informaţie pe care o pot transmite extrem de rapid şi comod, imaginile statice şi dinamice ar trebui să fie mediul preferenţial de comunicare a informaţiei în sistemele multimedia. Dar costurile ridicate de producere a acestora, problemele tehnice legate de stocarea şi manipularea lor cu ajutorul calculatorului şi nu în ultimul rând faptul că intrepretarea acestora este de multe ori subiectivă fac ca această modalitate este încă concurată de cu succes de informaţia de tip text.

Prelucrarea imaginilor

Este definită ca orice proces sau metodă de prelucrare a informaţiilor, ce are ca intrare una sau mai multe imagini. Rezultatul prelucrării poate fi una sau mai multe imagini, însă poate fi reprezentat şi de orice altă informaţie (histogramă, paletă de culori, figuri geometrice, etc.). Prelucrarea imaginilor este o particularizare a prelucrării semnalelor (Signal processing).

Metode de prelucrare

Optice - Acestea implică prelucrarea imaginilor în reprezentarea lor fizică.

Analogice

Digitale - Digital image processing

Implică prelucrarea imaginilor în reprezentare digitală, fără pierderea informaţiei lossless

În urma aplicării unei astfel de metode, imaginea -- sau datele de ieşire -- poate fi folosită ca intrare într-un proces de inversare, şi în urma acestuia se poate obţine imaginea iniţială.

Cu pierderea informaţiei – lossy

În contrast cu metodele din prima categorie, în cazul celor cu pierderea informaţiei, imaginea rezultată conţine o cantitate mai mică de informaţii sau informaţii incomplete. Se referă mai ales la compresia datelor sau la eliminarea acelor informaţii redundante sau care nu pot fi percepute de către om.

Tipuri de transformări

Transformări geometrice afine

Transformări liniare

Transformări euclidiene (Euclidean transformations)

Translaţia

Rotaţia

Scalarea

Oglindirea

Shear

Transformări afine

Sunt caracterizate de faptul că păstrează paralelismul între linii.

Transformări euclidiene

Sunt caracterizate de faptul că păstrează distanţele şi unghiurile.

Scalarea

Implică mărirea sau micşorarea imaginilor iniţiale. În general mărirea se face făra pierderea informaţiei, în timp ce micşorarea duce la pierderea informaţiei.

Rotirea

Implică rotirea imaginii în plan. În general se pierde informaţie, însă în cazul rotirii cu unghiuri a căror măsura este multiplă de 90, nu se pierde informaţie.

Oglindire

Se efectuează făra pierderea informaţiei.

Transformări specifice

Transformarea culorilor

Implică modificarea paletei de culoare folosite. Spre exemplu pentru a reproduce corect culorile neutre (alb, negru).

Combinarea

Implică un proces ce are ca intrare un set de imagini, iar ca ieşire o imagine obţinută prin combinarea setului iniţial.

Segmentare

Este folosită pentru a putea partiţiona o imagine în mai multe regiuni, în scopul de a înlesni procesarea, sau pentru determina zonele ce prezintă interes spre a fi analizate mai amănunţit.

Interpolarea şi demozaicare

Această metodă este folosită pentru a obţine o imagine coerentă folosind ca sursă imaginile obţinute de la senzorul de captură. În general se folosesc imaginile obţinute prin aplicarea celor trei filtre: roşu, verde şi albastru.

Operaţii morfologice

Sunt utilizate pentru segmentarea imaginilor sau detectarea obiectelor.

Imaginea

Imaginea fizică

Imaginea digitală

Este reprezentarea unei imagini bidimensionale sub forma unui set de valori ce alcătuiesc o matrice. Elementele imaginii se numesc pixeli. În genere în memorie imaginile sunt salvate sub formă de rastru, iar pe un mediu extern ele sunt salvate sub o formă comprimată.

O imagine este caracterizată de:

Rezoluţie

Adâncimea culorii

Spaţiul de culoare

Rezoluţia

Descrie cantitatea de informaţie pe care o imagine o înmagazinează.

PPI – pixel per inch

DPI – dots per inch

Adâncimea culorii

Reprezintă numărul de biţi care sunt folosiţi pentru a reprezenta culoarea unui singur pixel.