Considera un'immagine continua, una funzione di due variabili spaziali X 1 e X 2 f(X 1 , X 2) su un'area rettangolare limitata (Figura 3.1).

Figura 3.1 - Transizione da un'immagine continua ad una discreta

Introduciamo il concetto di passo di discretizzazione Δ 1 rispetto alla variabile spaziale X 1 e Δ 2 per variabile X 2. Ad esempio, si può immaginare che in punti distanti tra loro di una distanza Δ 1 lungo l'asse X Sono presenti sensori video a 1 punto. Se tali sensori video sono installati sull'intera area rettangolare, l'immagine verrà data su un reticolo bidimensionale

Per abbreviare la notazione, indichiamo

Funzione f(n 1 , n 2) è una funzione di due variabili discrete ed è chiamata sequenza bidimensionale. Cioè, la discretizzazione dell'immagine in termini di variabili spaziali la traduce in una tabella di valori campionari. La dimensione della tabella (il numero di righe e colonne) è determinata dalle dimensioni geometriche dell'area rettangolare originaria e dalla scelta del passo di discretizzazione secondo la formula

Dove le parentesi quadre […] indicano la parte intera del numero.

Se il dominio dell'immagine continua è un quadrato l 1 = l 2 = l e la fase di campionamento viene scelta in modo che sia la stessa lungo gli assi X 1 e X 2 (Δ 1 = Δ 2 = Δ), quindi

e la dimensione del tavolo è N 2 .

Un elemento di una tabella ottenuto campionando un'immagine è chiamato " pixel" o " Conto alla rovescia". Considera un pixel f(n 1 , n 2). Questo numero assume valori continui. La memoria del computer può memorizzare solo numeri discreti. Pertanto, per una voce di memoria, un valore continuo f deve essere sottoposto a conversione da analogico a digitale con il passaggio D f(vedi figura 3.2).

Figura 3.2 - Quantizzazione di una grandezza continua

Viene spesso chiamata l'operazione di conversione da analogico a digitale (discretizzazione di un valore continuo per livello). quantizzazione. Il numero di livelli di quantizzazione, a condizione che i valori della funzione di luminosità rientrino nell'intervallo _____ _ ____ ___, è uguale a

Nei problemi pratici di elaborazione delle immagini, il valore Q varia ampiamente da Q= 2 (immagini "binarie" o "in bianco e nero") a Q= 210 o più (valori di luminosità praticamente continui). Il più delle volte scelto Q= 28, mentre il pixel dell'immagine è codificato con un byte di dati digitali. Da tutto quanto sopra, concludiamo che i pixel immagazzinati nella memoria del computer sono il risultato della discretizzazione dell'immagine continua originale in termini di argomenti (coordinate?) e livelli. (Dove e quanto, e tutto è discreto) È chiaro che i passaggi di discretizzazione Δ 1 , Δ 2 dovrebbe essere scelto sufficientemente piccolo in modo che l'errore di campionamento sia trascurabile e la rappresentazione digitale mantenga le informazioni di base sull'immagine.

Allo stesso tempo, va ricordato che minore è la fase di campionamento e quantizzazione, maggiore è la quantità di dati di immagine che devono essere registrati nella memoria del computer. A titolo illustrativo di questa affermazione, si consideri un'immagine su una diapositiva 50×50 mm, che viene inserita in memoria utilizzando un densimetro ottico digitale (microdensitometro). Se, in input, la risoluzione lineare del microdensitometro (fase di campionamento per variabili spaziali) è di 100 micron, allora una matrice bidimensionale di pixel di dimensione N 2 = 500×500 = 25∙10 4 . Se il passaggio viene ridotto a 25 micron, la dimensione dell'array aumenterà di 16 volte e sarà N 2 = 2000×2000 = 4∙10 6 . Usando la quantizzazione di 256 livelli, ovvero codificando il pixel trovato per un byte, otteniamo che nel primo caso sono necessari 0,25 megabyte di memoria per la registrazione e nel secondo caso 4 megabyte.

Nel capitolo precedente, abbiamo studiato i sistemi lineari spazialmente invarianti in un dominio bidimensionale continuo. In pratica si tratta di immagini che hanno dimensioni limitate e allo stesso tempo sono contate in un insieme discreto di punti. Pertanto, i metodi sviluppati finora devono essere adattati, ampliati e modificati in modo che possano essere applicati in questo settore. Ci sono anche molti nuovi punti che richiedono un'attenta considerazione.

Il teorema del campionamento dice in quali condizioni un'immagine continua può essere accuratamente ripristinata da un insieme discreto di valori. Impareremo anche cosa succede quando le condizioni per la sua applicabilità non sono soddisfatte. Tutto questo è direttamente correlato allo sviluppo dei sistemi visivi.

Le tecniche che richiedono il passaggio al dominio della frequenza sono diventate popolari in parte grazie agli algoritmi per il calcolo veloce della trasformata discreta di Fourier. Tuttavia, è necessario prestare attenzione poiché questi metodi implicano segnale periodico. Discuteremo come soddisfare questo requisito e le conseguenze della sua violazione.

7.1. Limite dimensione immagine

In pratica, le immagini hanno sempre dimensioni finite. Considera un'immagine rettangolare con larghezza e altezza R. Ora non è necessario prendere integrali nella trasformata di Fourier in limiti infiniti:

Curiosamente, per ripristinare la funzione, non è necessario saperlo a tutte le frequenze. Sapere a cosa serve è un vincolo difficile. In altre parole, una funzione diversa da zero solo in un'area limitata del piano dell'immagine contiene molte meno informazioni rispetto a una funzione che non dispone di questa proprietà.

Per verificarlo, immagina che il piano dello schermo sia coperto di copie data immagine. In altre parole, espandiamo la nostra immagine a una funzione periodica in entrambe le direzioni

Qui, è l'intero più grande minore di x. La trasformata di Fourier di un'immagine così moltiplicata ha la forma

Con l'aiuto di fattori di convergenza opportunamente scelti in es. 7.1 è dimostrato che

Di conseguenza,

da cui vediamo che è uguale a zero ovunque tranne che per un insieme discreto di frequenze, quindi per trovarlo ci basta sapere in questi punti. Tuttavia, la funzione è ottenuta da un semplice ritaglio della sezione per cui . Pertanto, per ripristinare ci basta sapere solo per tutti: questo è un insieme numerabile di numeri.

Si noti che la trasformazione della funzione periodica risulta essere discreta. La trasformazione inversa può essere rappresentata come una serie, poiché

Un altro modo per vedere questo è considerare una funzione come una funzione ottenuta tagliando una funzione per la quale all'interno della finestra. In altre parole, dove la funzione di selezione della finestra è definita come segue.

Analogico e immagine discreta. Le informazioni grafiche possono essere presentate in forma analogica o discreta. Un esempio di immagine analogica è un dipinto, il cui colore cambia continuamente, e un esempio di immagine discreta, stampato con stampante a getto d'inchiostro un motivo composto da singoli punti di diversi colori. Analogico (pittura a olio). Discreto.

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Grado di informatica 9

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Le immagini costituite da elementi discreti, ognuno dei quali può assumere solo un numero finito di valori distinguibili che cambiano in un tempo finito, sono dette discrete. Va sottolineato che gli elementi di un'immagine discreta, in generale, possono avere un'area disuguale e ciascuno di essi può avere un numero disuguale di gradazioni distinguibili.

Come mostrato nel primo capitolo, la retina trasmette immagini discrete alle parti superiori dell'analizzatore visivo.

La loro apparente continuità è solo una delle illusioni dell'occhio. Questa "quantizzazione" di immagini inizialmente continue non è determinata dalle limitazioni che sono associate alla risoluzione del sistema ottico dell'occhio, e nemmeno da quelle morfologiche. costruzioni sistema visivo e organizzazione funzionale reti nervose.

L'immagine è divisa in elementi discreti da campi ricettivi che combinano l'uno o l'altro numero di fotorecettori. I campi ricettivi producono la selezione primaria di un segnale luminoso utile mediante la sommatoria spaziale e temporale.

La parte centrale della retina (fovea) è occupata solo da coni, alla periferia esterna alla fovea sono presenti sia coni che bastoncelli. In condizioni di visione notturna, i campi conici nella parte centrale della retina hanno all'incirca le stesse dimensioni (circa 5 "in misura angolare). Il numero di tali campi nella fovea, le cui dimensioni angolari sono circa 90", è circa 200. Il ruolo principale nelle condizioni di visione notturna è svolto dai campi di bastoncelli, che occupano il resto della superficie retinica. Hanno una dimensione angolare di circa 1° su tutta la superficie della retina. Il numero di tali campi nella retina è di circa 3000. Non solo il rilevamento, ma anche l'esame di oggetti scarsamente illuminati in queste condizioni viene effettuato dalle regioni periferiche della retina.

Con l'aumento dell'illuminazione, un altro sistema di celle di accumulo, i campi recettivi del cono, inizia a svolgere il ruolo principale. Nella fovea, un aumento dell'illuminazione provoca una graduale diminuzione dell'intensità di campo effettiva fino a quando, a una luminosità di circa 100 asb, si riduce a un cono. Alla periferia, con un aumento dell'illuminazione, i campi dei bastoncelli vengono gradualmente disattivati ​​(rallentati) e entrano in azione i campi dei coni. I campi conici alla periferia, come quelli foveali, hanno la capacità di diminuire a seconda dell'energia luminosa incidente su di essi. Il numero più grande di coni, che i campi ricettivi dei coni possono avere all'aumentare dell'illuminazione, cresce dal centro ai bordi della retina e ad una distanza angolare di 50-60° dal centro raggiunge circa 90.

Si può calcolare che in condizioni di buona luce diurna, il numero di campi ricettivi raggiunge circa 800 mila.Questo valore corrisponde approssimativamente al numero di fibre nel nervo ottico umano. La distinzione (risoluzione) degli oggetti nella visione diurna viene effettuata principalmente nella fovea, dove il campo ricettivo può essere ridotto a un cono e i coni stessi si trovano più densi.

Sebbene il numero di cellule di accumulo nella retina possa essere determinato con un'approssimazione soddisfacente, non ci sono ancora dati sufficienti per determinare il numero di possibili stati dei campi recettivi. Solo alcune stime possono essere fatte sulla base dello studio delle soglie differenziali dei campi ricettivi. Il contrasto di soglia nei campi ricettivi foveali in un determinato intervallo operativo di illuminazione è dell'ordine di 1. In questo caso, il numero di gradazioni distinguibili è piccolo. Nell'intera gamma di riarrangiamento del campo ricettivo foveale del cono, differiscono 8-9 gradazioni.

Il periodo di accumulo in campo ricettivo - la cosiddetta durata critica - è determinato mediamente da un valore dell'ordine di 0,1 sec., ma a livelli alti l'illuminazione può, a quanto pare, essere notevolmente ridotta.

In realtà, il modello che descrive la struttura discreta delle immagini trasmesse dovrebbe essere ancora più complesso. Occorrerebbe tener conto del rapporto tra dimensioni del campo ricettivo, soglie e durata critica, nonché della natura statistica delle soglie visive. Ma per ora, questo non è necessario. Basta immaginare come modello di immagine un insieme di elementi identici nell'area, le cui dimensioni angolari sono minori delle dimensioni angolari del più piccolo dettaglio risolvibile dall'occhio, il cui numero di stati distinguibili è maggiore del numero massimo di gradazioni di luminosità distinguibili e il cui tempo di cambiamento discreto è inferiore al periodo di sfarfallio alla frequenza di fusione dello sfarfallio critico.

Se le immagini di oggetti continui reali del mondo esterno vengono sostituite da tali immagini discrete, l'occhio non noterà la sostituzione.* Pertanto, immagini discrete di questo tipo contengono almeno tante informazioni quante percepisce il sistema visivo. **

* Le immagini a colori e volumetriche possono anche essere sostituite da un modello discreto.
** Il problema della sostituzione delle immagini continue con quelle discrete è di grande importanza per la tecnologia cinematografica e televisiva. La quantizzazione del tempo è al centro di questa tecnica. Nei sistemi televisivi a codice pulsato, l'immagine è anche divisa in elementi discreti e quantizzata dalla luminosità.

Racconta e mostra Pascal come esempio: 1) Cos'è l'assoluto ea cosa serve? 2) Che cos'è asm ea cosa serve? 3) Che cos'è

costruttore e distruttore ea cosa serve?

4) Che cos'è l'implementazione ea cosa serve?

5) Assegna un nome ai moduli Pascal (nella riga Uses, ad esempio crt) e quali funzionalità offre questo modulo?

6) Qual è il tipo di variabile: pointer (Pointer)

7) E infine: cosa significa il simbolo @ , #, $ , ^?

1. Che cos'è un oggetto?2. Che cos'è un sistema?3. Qual è il nome comune di un oggetto? Fai un esempio.4. Che cos'è un singolo nome di oggetto? Fai un esempio.5.

Fornire un esempio di un sistema naturale.6. Fornire un esempio di un sistema tecnico.7. Fornire un esempio di un sistema misto.8. Fornire un esempio di un sistema non materiale.9. Che cos'è una classificazione?10. Che cos'è una classe di oggetti?

1. Domanda 23 - elenca le modalità di funzionamento dell'accesso subd:

Creazione di una tabella in modalità progettazione;
- creare una tabella utilizzando la procedura guidata;
- creare una tabella inserendo i dati.

2. cos'è il formato vettoriale?

3. Possono essere attribuiti ai programmi di servizio:
a) programmi di manutenzione del disco (copia, cura, formattazione, ecc.)
b) compressione di file su dischi (archiver)
c) lotta contro virus informatici e molto altro.
Io stesso penso che qui la risposta sia B - giusto o no?

4. Cosa si riferisce alle proprietà dell'algoritmo (a. discrezione, b. efficacia, c. carattere di massa, d. certezza, d. fattibilità e comprensibilità) - qui penso che tutte le opzioni siano corrette. Giusto o no?

prova 7 domande facili a scelta multipla

13. La velocità di clock del processore è:

Un numero operazioni binarie eseguita dal processore per unità di tempo

B. il numero di impulsi generati al secondo che sincronizzano il funzionamento dei nodi del computer

C. il numero di possibili chiamate del processore a memoria ad accesso casuale per unità di tempo

D. velocità di scambio di informazioni tra processore e dispositivi di input/output

14. Specificare l'insieme minimo richiesto di dispositivi progettati per far funzionare il computer:

Una stampante, unità di sistema, tastiera del computer

B. processore, RAM, monitor, tastiera

C. processore, streamer, disco rigido

D. monitor, unità di sistema, tastiera

15. Che cos'è un microprocessore?

A. un circuito integrato che esegue i comandi ricevuti al suo ingresso e controlla

Lavoro al computer

B. un dispositivo per la memorizzazione di quei dati che vengono spesso utilizzati al lavoro

C. dispositivo per la visualizzazione di informazioni testuali o grafiche

D. dispositivo di uscita alfanumerico

16. L'interazione dell'utente con l'ambiente software viene effettuata utilizzando:

A. sistema operativo

B. file system

C. Applicazioni

d. file manager

17.Controllo diretto strumenti software l'utente può effettuare

Aiuto:

A. sistema operativo

B. GUI

C. UI

d. file manager

18. Le modalità di memorizzazione dei dati su un supporto fisico determinano:

A. sistema operativo

B. software applicativo

C. file system

d. file manager

19. Ambiente grafico che visualizza oggetti e controlli Sistemi Windows,

Progettato per la comodità dell'utente:

A. interfaccia hardware

b. interfaccia utente

C. desktop

d.interfaccia software

20. La velocità del computer dipende da:

A. Velocità di clock della CPU

B. Se una stampante è collegata o meno

C. organizzazione dell'interfaccia del sistema operativo

D. spazio di archiviazione esterno