Bildverarbeitung Flashcards
(20 cards)
Mit wie viel Auflösung (Dynamik) werden RGB-Bilder normalerweise gespeichert?
8 Bit (256 Intensitätswerte) je Matrix
Womit zeichnen Digitalkameras Bilder auf?
CCD-Sensor
(Charge Coupled Device)
Wie zeichnen CCD-Chips Bilder auf?
Chip misst die Intensität des einfallenden Lichts bei bestimmter Wellenlänge, das durch optische Filter selektiert wird. Dadurch kann in R, G und B differenziert werden. Der Chip ist in einzelne Dioden unterteilt, der dieses rot, blau oder grün gefilterte Licht aufzeichnet.
Durch Interpolation/Mittelung der umliegenden Pixel können für jeden einzelnen roten, blauen oder grünen Pixel auch die beiden beiden anderen Kanäle approximiert werden.
Wie viel Speicherplatz benötigt ein RGB-Bild mit 12MP?
12.000.000 Pixel
je Pixel 8 Bit (256 Werte), also 1 Byte
= 12 MByte * 3 Kanäle
= 36 MByte
Wieviel Speicherplatz benötigt ein Binärbild mit 16 Megapixeln?
Ein Pixel hat jeweils 1 Bit, mit 0 oder 1.
16 Megapixel haben also 16 Megabits.
16 Megabits wiederum sind ca. 2 Megabytes:
1 Byte hat 8 Bit. Ein Bit ist also ein Achtel eines Bytes. Ergo: 16 Mbits / 8 ≈ 2 Mbyte
Warum gibt es den HSV-Farbraum?
HSV-Farbkegel erlaubt das intuitive Justieren des Farbtons (Hue), der Sättigung (Saturation) und der Helligkeit (Value) anstatt der abstrakten Mischung von R, G und B.
Was sind die Gemeinsamkeiten und Unterschiede zwischen RGB und CMYK?
Beide teilen einen gemeinsamen Basisfarbraum. Aber: RGB ist digital, CMYK analog.
Außerdem:
RGB = additiv, 0% RGB ergibt schwarz
CMYK = subtraktiv, 0% CMYK ergibt weiß
Für schwarz ist weiterer Ton (Key) nötig, da sonst nur braun entsteht.
Effektiver Farbraum von CMYK ist kleiner, hat also weniger Farbdynamik.
Skizzieren Sie zwei Möglichkeiten zur Aufnahme eines Farbbildes mit einer Digitalkamera, dir wir kennengelernt haben.
1-CCD-Chip:
Ein Sensor zeichnet sowohl R, G und B auf, die pro Pixel durch Interpolation bzw. Mittelung gespeichert werden können.
3-CCD-Chip:
Drei Sensoren zeichen gesondert R, G und B auf. Eine Interpolation ist nicht notwendig, allerdings eine genaue Lagekorrektur.
Welche Möglichkeiten der Erzeugung digitaler Bilder haben wir kennengelernt?
- Binärbild
- Intensitätsbild (Graubild)
- RGB-Bild
- Falschfarbenbild (Infrarotbild, Multispektralbild, Röntgenbild, etc.)
Wie viel Farben kann ein RGB-Bild darstellen?
256³ = über 16 Mio.
Wie viele Farben kann GIF abbilden?
256 Werte, die mit 8 Bit also 1 Byte gespeichert werden.
Statt Intensitätswerten gibt es hier nummerierte Farbtabelle, die zumeist durch Farbhäufigkeit und rezeptive Kriterien bestimmt wird.
Welchen Zweck erfüllt der Median Cut Algorithmus?
Ist eine Methode der adaptiven Farbreduktion, bei der sich die Palette vom Bild abhängig ergibt. Dadurch verbessert sich die Farbwiedergabe gegenüber generischen Modellen, insbesondere bei Verläufen.
Wie funktioniert der Median Cut?
- dreidimensionaler Farbwürfel wird schrittweise in Farbfelder geteilt, in der Summen von ähnlichen (schwer unterscheidbaren) Farbwerten zusammengefasst werden
- Teilung erfolgt abhängig von der Menge an Pixeln, die eine bestimmte Farbe haben
- zunächst werden äußere Zeilen/Spalten, die lediglich Nullen enthalten, weggeschnitten
- dann wird an der längeren Kante dort geschnitten, sodass annähernd gleich viele Pixel in den beiden entstehenden Hälften liegen
- wiederhole den letzten Schritt, bis gewünschte Menge Auflösung (Anzahl an Farbfeldern) erreicht ist
- außenliegende Nullen werden wo möglich weggelassen
- am Ende wird innerhalb der Felder einer der Farbwerte als Repräsentant des ganzen Farbfelds ausgewählt
- hierfür wird der häufigkeitsgewichtete Mittelwert herangezogen und dann auf den nächsten ganzen Wert gerundet
- ganze das Farbfeld wird dann mit diesem Wert überschrieben
Beispiel der Berechnung mit einem Bereich von vier Farbenfeldern:
1 / (A+B+C+D) (A(j k) + B(j k) + C(j k) + D (j k)
A, B, C und D entsprechen der absoluten Häufigkeit der entsprechenden Farbe in der Tabelle. j und k in Klammern werden in Klammern übereinander als Vektor geschrieben und beschreiben die Koordinaten dieses Feldes. Wichtig: Binär wird hier immer ab 0 an gezählt.
Was ist Dithering?
Mit Dithering kann trotz reduziertem Farbraum der Eindruck eines hoch aufgelösten Farbverlaufs erzeugt werden. Dafür werden die farbigen Pixel in einem Rauschmuster sukzessive in einander übergeblendet, sodass das Auge sie als einen fließenden Farbton wahrnimmt.
Stelle eine Tabelle mit den Unterschieden zwischen den Bildformaten auf.
Besonders geeignet für | Speicherverbrauch | Bildquali | Transparenz
Warum ist eine Umwandlung eines RGB-Bildes in ein Graubild, bei der alle Kanale zusammen addiert und dann durch 3 geteilt werden, nicht immer sinnvoll?
Weil das menschliche Auge empfindlicher auf Grün reagiert. Daher sollte dieser Kanal ggf. stärker gewichtet werden, um ein natürlicher wirkendes Intensitätsbild zu erhalten.
Was passiert bei der Histogrammspreizung?
Das Histogramm wird auseinandergezogen, um einen besseren Kontrast zu erzielen. Dabei ergibt sich ggf. kaum Unterschied, wenn es wenige sehr helle und sehr dunkle Pixel gibt, die bereits sehr nah 0 bzw. 255 liegen. Hier hilft die automatische Konturspreizung, die an beiden Rändern erst eine gewissen Summe an Pixeln zusammenzählt und dann den verbleibenden Rest in der Mitte spreizt.
Was passiert bei der Histogrammequalisierung?
Häufige Grauwerte werden auseinandergezogen und weniger häufige Grauwerte zusammengeschoben, was zu einer Kontrastverbesserung führt.
Die Methode ist verlustbehaftet, da Informationen in Bereichen mit geringer Häufigkeit komprimiert werden
Wie ist das Verhältnis MP/MB bei RGB-Bildern?
1 MP = 1 MB x 3 Kanäle
Wie ist das Verhältnis MP/MB bei Binärbildern?
8 MP = 1 MB
1 MP = 0,125 MB
