Кодирование графической информации

По различным оценкам порядка 80% информации об окружающем мире мы получаем с помощью зрения. Поэтому средства представления и автоматической обработки визуальной информации играют важнейшую роль в жизни человека.

С появлением компьютерных технологий хранения, обработки и передачи информации стали развиваться приемы кодирования графической информации. Рассмотрим общие подходы к процессу представления изображений в компьютерной форме.

Природная световая, как и звуковая волна, является непрерывной. Отраженный или излученный объектом наблюдения свет воспринимается нашей зрительной системой. Значит, «естественные» изображения являются непрерывными. Для преобразования такой информации в цифровую форму выполняют ее пространственную дискретизацию. В ходе этого процесса происходит разбиение картинки на конечное число элементов одинакового размера, в пределах которых изображение считается однородным.

Рис. 1. Пространственная дискретизация изображения

Дискретные элементы изображения на экране монитора называют пикселями (от англ. pixel, pel — сокращение от piсtures element - элемент изображений).

Равномерная пространственная прямоугольная сетка пикселей, из которых построено изображение, называется растром. Размеры прямоугольной сетки опреляются количеством строк и столбцов, составленных из пикселей.

Основными характеристиками растрового изображения являются:

• линейное разрешение – количество точек (пикселей) на единицу площади
• цветовое разрешение - количество градаций цвета точки

Параметры точек, яркость и цвет, необходимо измерять, т. е. представлять в числовой форме. Эти характеристики могут изменяться непрерывно, значит, их следовало бы выражать с помощью действительных чисел. Однако, в этом случае возникают проблемы с точностью представления величин в компьютере. Поэтому непрерывные параметры (например, яркость и цвет точек изображения или громкость звука) подвергают квантованию.

Квантованием называют процедуру преобразования непрерывного диапазона всех возможных входных значений измеряемой величины в дискретный набор значений.

Стоит отметить, что при дискретизации и квантовании всегда происходит потеря определенной доли информации. Степень различия между оригиналом и цифровым представлением зависит от качества компьютерного представления.

Количество цветов (цветовая палитра) определяется числом бит, отводимых для кодирования возможных цветов точки. Эти величины связаны между собой по формуле:
N = 2 ⁱ
где N – количество возможных цветов,
i – число бит (глубина цвета), отводимых для кодирования цвета точки