Меню
Главная
Случайная статья
Настройки
|
Пример бинарного изображения,
записанного байтами, где
1 бит представляет 1 пиксель
(двоичный, шестнадцатеричный,
графический виды)
|
|
11111110 01111110 11100011
11000011 00011000 11110011
11111110 00011000 11011011
11000011 00011000 11001111
11111110 01111110 11000111
|
|
FE 7E E3
C3 18 F3
FE 18 DB
C3 18 CF
FE 7E C7
|
|
| Бинарное изображение (двухуровневое, двоичное) — разновидность цифровых растровых изображений, когда каждый пиксел может представлять только один из двух цветов.[1]
Значения каждого пиксела условно кодируются как «0» и «1». Значение «0» условно называют задним планом или фоном (англ. background), а «1» —передним планом (англ. foreground).[1]
Часто при хранении цифровых бинарных изображений применяется битовая карта, где используют один бит информации для представления одного пиксела.
Также, особенно на ранних этапах развития техники, двумя возможными цветами были чёрный и белый, что не является обязательным.
Из-за этого бинарное изображение иногда могут называть однобитным, монохромным, чёрно-белым и т. д., что не совсем верно (см. Неоднозначность терминологии.)
Бинарные изображения можно рассматривать как частный случай цветного индексированного изображения с палитрой из двух цветов различных оттенков или как частный случай полутонового изображения при использовании цветов одного оттенка с различной яркостью.
Содержание
Алгоритмы сжатия и форматы файлов
Благодаря наличию всего двух возможных значений пикселов («0» и «1») бинарные изображения, а однобитовые бинарные — в ещё большей степени[2], очень хорошо сжимаются, особенно с использованием словаря данных, и отличаются малым объёмом данных по сравнению с другими типами растровых изображений.
Наиболее популярные алгоритмы сжатия бинарных изображений, используемые в различных форматах файлов, для хранения в оперативной памяти и для пересылки по компьютерным сетям и коммутируемым каналам связи[3]:
Алгоритмы CCITT Group 3 и 4 (иногда называют Fax 3, Fax 4) предназначены для кодирования бинарных растровых изображений. Первоначально они были разработаны для сетей факсимильной связи. В настоящий момент также используются в полиграфии, системах цифровой картографии и географических информационных системах. Алгоритм Group 3 напоминает RLE, так как кодирует линейные последовательности пикселов, а Group 4 — двумерные поля пикселов.
Большинство форматов файлов для хранения растровых изображений позволяет хранить бинарные растры. Например, такие популярные, как TIFF, BMP, PCX и др.
Области использования
Бинарные изображения в смысле подмножеств пикселов («масок») часто используются в цифровой обработке изображений.
Для исследования формы и структуры некоторых множеств однотипных объектов бинарные растры используются в математической морфологии.
Значительное практическое применение бинарные растровые изображения находят в цифровой картографии и геоинформационных системах, пространственном анализе.
Задачи обработки бинарных изображений
В пределах теории распознавания образов по отношению к бинарным изображениям может быть выделен ряд подзадач[4] .
Формирование бинарных изображений из многоградационных
Бинарные изображения получаются при проведении процедуры сегментации исходной многоградационной сцены. Выделяют два подхода:
- Сегментация путём пороговой обработки неоднородных по яркости изображений;
- Сегментация с выделением границ областей.
Кодирование
Задача кодирования возникает из-за необходимости представления бинарных изображений в цифровом компьютере. В зависимости от типа изображения могут применять различные способы, так для силуэтных изображений используется блочное кодирование, а для графических изображений векторное кодирование.
Фильтрация
Фильтрация применяется для улучшения изображений и формировании статистик при обнаружении объекта в бинарной сцене или при отнесении его к одному из классов (при классификации).
Обнаружение и распознавание
Различие между обнаружением и распознаванием достаточно условное, но тем не менее есть. Особенно имеет смысл говорить об обнаружении сигналов, когда число классов равно двум (отсутствие/наличие сигнала). Бинарными изображениями часто изображаются сигналы, например, при радиолокационном наблюдении. Часто требуются определение и классификация по характеру траектории соответствующих подвижных объектов. Так, для отличения искусственных спутников Земли от естественных может быть использован фильтр Кальмана.
Интерпретация
Большинство графических форматов в случае бинарного изображения указывает, какими цветами должны быть представлены при визуализации пикселы со значениями «0» и «1», однако, не всегда. Например, в PBM информация о цветах отсутствует. В приложениях, связанных с выводом данных на монитор, «0», как правило, означает чёрный цвет. В приложениях, связанных с бумагой, «0» может быть, напротив, белым. Некоторые приложения (например, Intergraph I/RAS B) при загрузке файла перед визуализацией явно предлагают выбрать, какими цветами отображать передний и задний план (значения «1» и «0»).
Битовое изображение, по определению, не имеет полутонов.
Однако, для имитации полутонов применяется растушёвка (размывка, дизеринг), когда мнимые полутона передаются группами пикселов различной плотности, но одного цвета.
Неоднозначность терминологии
|
|
