2.1. Свет и электромагнитный спектр

Свет — электромагнитное излучение, испускаемое нагретым или находящимся в возбуждённом состоянии веществом. Нередко, под светом понимают не только видимый свет, но и примыкающие к нему широкие области спектра (УФ, инфракрасное излучения, радиоволны). Длины волн видимого света лежат в диапазоне от 380 до 780 нм.

Свет может рассматриваться либо как электро-магнитная волна, скорость распространения в вакууме которой постоянна (3∙10⁸м/с), либо как поток фотонов — частиц, обладающих определенной энергией, импульсом и нулевой массой.

Одной из характеристик света является его цвет, который для монохроматического излучения определяется длиной волны, а для сложного излучения — его спектральным составом.

Цветовые ощущения у человека возникают благо-даря тому, что в сетчатке глаза человека имеется три типа колбочек, отличающихся друг от друга расположением максимумов их спектральных распределений чувствительности. Вследствие этого колбочки поставляют информацию не только об интенсивности света, но и о его спектральном составе. Спектральный состав света однозначно определяет его цвет, воспринимаемый человеком.

Электромагнитный спектр — совокупность всех диапазонов частот электромагнитного излучения.

Основные электромагнитные диапазоны: гамма-лучи, рентгеновское излучение, ультрафиолетовое излучение, оптическое (видимое) излучение, инфракрасное излучение, электромагнитные микро- и радиоволны.

2.2. Сегментация на отдельные области

Сегментация — это процесс разделения цифрового изображения на несколько сегментов. Цель сегментации заключается в упрощении или изменении представления изображения, чтобы его было проще и легче анализировать.

Целью сегментации изображений является выделение из них отдельных деталей, областей, или изображаемых объектов. Областями применения этого вида обработки является задачи, связанные с анализом и опознаванием изображений типичным примером используя … сегментации на отдельные области может служить сегментации изображений, полученных с космических аппаратов. Применение этих методов позволяет прогнозировать … , контролировать лесное х-во, городское землепольз-е, а также использовать в др. областях слов. деятельности. Другим примером сегментации явл. втд-е изображений актёров, снимаемых на однородном цветном фоне, обычно синем.

Условия … :

- в результате сегментации изображение разд-ся на ряд областей

- облости, которые получ-ся в результате сегментации, не должны пересекаться (каждый пиксель должен входить только в одну область)

- все пиксели должны обладать одними и теми же свойствами.

3.1. Понятие о дискретизации и квантовании изображения

Чтобы получить цифровое изображение, необходимо преобразовать непрерыв­но поступающий сигнал в цифровую форму. Эта операция включает в себя два процесса — дискретизацию и квантование.

Дискретизация – это представление координат в виде конечного множества отсчетов. Квантование – представление амплитуды значениями из конечного множества.

Выполнение дискретизации пред­полагает, что нам доступно непрерывное по обеим координатам и по яркости изображение. На практике, однако, способ оцифров­ки определяется конструкцией сенсорного устройства. Если изображение формируется одиночным сенсором в сочетании с механическим его перемещением, то дискретизация определяется выбором шагов механического перемещения сенсора в процессе сбора данных.

Если для формирования изображения используется линейка сен­соров, то число сенсоров в ней определяет предел дискретизации изображения по одному направлению, в другом направлении можно управлять и с более высокой точнос­тью, но нет особого смысла пытаться повышать частоту дискретиза­ции в одном направлении, коль скоро в другом направлении она жестко ограничена. Выходные сигналы всех элементов линейки под­вергаются однотипному квантованию, в результате чего строится цифровое изображение.

В случае регистрации изображения с помощью матрицы сенсо­ров механического перемещения нет, и пределы дискретизации изо­бражения по обоим направлениям определяются числом сенсоров в матрице. Квантование их выходных сигналов осуществляется так же, как и раньше.