Моделирование и оптимизация оптико-электронных приборов с фотоприемными матрицами (1095912), страница 7
Текст из файла (страница 7)
Соотношение между размерами файла цифрового изображения ипараметрами периферийных устройствРазрешающая способность и размер изображения на экране монитора.Размерность экрана монитора дается в виде произведения пары чисел,которые указывают ширину и высоту экрана в пикселах. Размер экранаопределяется ею диагональю в дюймах. Размер изображения на экранезависит от значения разрешающей способности экрана: количество пикселовна дюйм ширины экрана. В табл. 2.4 показана зависимость разрешающейспособности от размерности и от размера экрана монитора.Исторически co времен первых компьютеров принято, что текст наэкране монитора хорошо различается при разрешающей способности 72пиксел/дюйм.
Как видно из табл. 2.4, реальное значение разрешающейспособности отличается от 72 пиксел/дюйм, но ненамного. Следует иметь ввиду, что при увеличении разрешающей способности размеры объектов наэкране уменьшаются, но объекты кажутся более четкими.При переносе изображений на экран важно, чтобы наблюдатель былспособен видеть полное изображение без его прокрутки или листания. Чтобыгарантировать это, дизайнеры веб-страниц предполагают, что самое низкоеразрешение обычного дисплея составляет 640 х 480.
По этой причине длябольшинства изображений, которые посылаются электронной почтой илиотправляются на удаленный экран, устанавливают размерность не более 600х 400 пикселов.На размер изображения влияет как разрешающая способность экрана,так и размер экрана. В табл. 2.5 приведен расчет размеров изображения наэкране в зависимости от размера экрана.Таблица 2.4. Соотношения между параметрами экрана монитора,пиксел/дюймРазмерность экpaна,Размер экрана,пикселдюйм640 х 480 = 307200800 х 600 = 4800001024 х 768 = 78643245791071414146151215Таблица 2.5. Расчет размеров изображения на экранеПараметр,ОбозначениеФормула Пример РезультатШирина изобрaжения, пикселWdi-800-Высота изобрaжения, пикселHdi-480-Ширина экрана, дюймWs-14-Ширина экрана, пикселRhs-800-Rhs / Ws-57Ширина изображения на экране, WisдюймRhs / RRs -14Высота изображения на экране, HisдюймHdi / RRs -8единица измеренияРазрешающаяпиксел/дюймИзображениеэкран, да/нетспособность, RRsвписываетсявfitWdi / Rhs-ДаРазрешающая способность принтера и размер отпечатка.Разрешающая способность принтера определяется числом печатаемыхточек на дюйм или линий на миллиметр.
Значение разрешающейспособности для струйных принтеров доходит до 1700 точек на дюйм, а длякоммерческих печатных машин это значение колеблется в диапазоне от 1000до 2400 точек на дюйм.На оптимальной дистанции (25...30 см) человек с нормальным зрениемможет различать до 10 отдельных точек на миллиметре. Это составляетпримерно 250 точек на дюйм. Чтобы не различались отдельные пикселы(пикселизация), разрешение изображения для печати должно составлять 300точек на дюйм. Для излучающего источника (например, экран монитора)достаточноразрешения72пиксел/дюйм,чтобыненаблюдаласьпикселизация. С увеличением расстояния до изображения разрешающаяспособность зрения падает.
Поэтому, например, настенные распечатки могутиметь вдвое меньшее разрешение, чем распечатки в книге или отчете.В табл. 2.6 дан расчет размера отпечатка, который можно ожидать отданного размера файла и разрешающей способности принтера.Таблица 2.6. Расчет размеров отпечаткаПараметр, единицаОбозначение Формула Пример РезультатШирина изобрaжения, пикселWdi-1600-Высота изображения, пикселHdi-1200-Разрешающаяспособностьпринтера, точек на дюймRRpШиринаизображенияотпечатке принтера, дюймнаВысотаизображенияотпечатке принтера, дюймна-WpWdi/RRpHp300-Hdi / RRp -5,334,00Таблица 2.7. Расчет высоты отпечаткаПараметр, единицаШиринапикселизображения,Обозначение ФормулаWdiВысота изображения, пиксел Hdi-Пример Результат16001200-Заданная ширина отпечатка,дюймWpd-Искомая высота отпечатка,дюймHp(Wpd · Hdi)/ Wdi-4,5Требуемаяразрешающаяспособность, точек/дюймRRpdWdi / Wpd267В табл.
2.7-6-приведен расчет высоты отпечатка, при которойсохраняется форматное соотношение цифрового изображения.Особенности работы с форматом JPEG.ФорматJPEGнашелширокоераспространениевцифровыхвидеокамерах. На начальном этапе кодирования методом JPEG изображениевнутри цифровой камеры переводится из цветового пространства RGB вспецифическое пространство YCrCb с одним каналом яркости и двумяцветоразностными каналами. В то время как яркостная составляющаякодируется полностью, для кодирования координат цвета используется вдвоеменьший диапазон.
Этот прием позволил сразу уменьшить объем хранимыхданных на треть, но привел к искажению цвета. Далее алгоритм разбиваетизображение на блоки 8 х 8 пикселов и кодирует яркость и цвет пикселоввнутри блока по их отклонениям от среднего значения. Подход "от среднего"вновь приводит к заметной потере данных. На очередном этапе кодированияотбрасываются данные, отвечающие за резкие контуры, после чего границыблоков, использованныхна предыдущем шаге, зачастую перестаютсовпадать.При демонстрации на экране монитора упомянутые JPEG-артефактыпроявляются слабо.
При печати на принтере с большим увеличением JPEGартефакты искажают снимок. Следует учесть, что при любом преобразованииизображения (масштабирование, изменение разрешения, обрезка, поворот,изменение яркости, контрастности и цвета) происходит пересчет данных. Врезультате JPEG-артефакты накапливаются. Ниже приведены достоинства инедостатки формата JPEG:ДостоинстваНедостатки при распечаткена принтереХороший коэффициент сжатияПотеря деталейУдовлетворительное качество при просмотре Ореолына экране монитораБлочностьУдобство храненияИскажение цветаУдобство передачи по каналам связиШумыУдобство размещения на сайте ИнтернетПлохая резкостьСтупенчатость линийДля безопасной работы с форматом JPEG после переноса файлов изкамеры в компьютер рекомендуется сразу преобразовать формат JPEG вформат TIFF или PSD. Дальнейшую обработку вести только в этих форматах.Для обеспечения высокого качества отпечатка изображения на принтеретребуется обеспечить количество пикселов в фотоприемной матрицесогласно табл.
2.8.Разрешающая способность сканера и размеры файла.Если сканировать co слишком низкой разрешающей способностью, тобудут теряться детали. Если сканировать co слишком высокой разрешающейспособностью, то файл будет слишком большой. В табл. 2.9 приведен расчетразмера файла.Сканирование изображения для печати с заданными размерами.В большинстве случаев достаточно иметь разрешение печати ~ 300точек на дюйм, чтобы получить фотоотпечаток с приемлемым уровнемкачества. Это означает, что для отпечатка 4 x 6 дюйм требуется файлизображения 1200 х 1800, а для отпечатка 8 x 10 дюйм - файл изображения2400 х 3000.
Но если задан размер отпечатка, то необходимо вычислить,каким должен быть размер файла изображения. Изображение нужносканировать так, чтобы при печати число точек на дюйм вдвое превышалочисло линий на дюйм (табл. 2.10).Сканирование изображения для просмотра на экране дисплея.Сканирование изображения для просмотра на экране проводится также, как и для печати, но размеры определяются в пикселах, а не в дюймах.Хотя фактическое число пикселов на дюйм на мониторе изменяется взависимости от его размера и разрешающей способности, изображенияобычно сканируются с разрешением 72 точки на дюйм для экранногодисплея (иногда с разрешением до 96 точек на дюйм).
Увеличение размеровизображения на экране не добавляет никакой информации, а толькоувеличивает размер файла (табл. 2.11).Таблица 2.8. Требуемое количество пикселов в ФПМФорматотпечатка, см(А4)*Площадьснимка, см2Требуемое количество пикселов вФПМ, млн. пикселов3x4120,24x6240,46x95419 х 121081,810 х 151502,513 х 182343,618 х 244326,256087201111481820х2824 х 3028х41(A3)** C учетом рамочной обрезки.Таблица 2.9.
Расчет размера файла изображения, полученного сканеромПараметр, единицаРазмер оригинала, дюйм:по горизонталипо вертикалиОбозна- Формула Пример РезультатчениеHo-10-Vo-8-Разрешающая способностьсканера, точек на дюймRRs-300-Число сканируемыхпикселов:по горизонталиHsp-3000-по вертикалиVsp-2400-Всего сканируемых пикселовTspHsp · VspЦветовая глубина, битРазмер файла:битCDSfTsp · CDSf / 87 200 00024172 80000021 600000байтВлияние цветности на размер файла.В цветных сканерах создаются отдельно красный, зеленый и синийварианты изображения, а затем они сливаются вместе, чтобы получитьрезультирующее цифровое изображение. Некоторые сканеры сканируют всецвета за один проход, другие делают три прохода: медленно, но c лучшимкачеством.
Какой метод применять, зависит от датчика изображения сканера.В большинстве сканеров используется линейка ПЗС. В тех сканерах, гдетребуются три прохода, используется одна линейка и устанавливаютсяразличные фильтры (красный, зеленый или синий) перед датчиком длякаждого прохода или применяются три различных источника света. В другихсканерах имеется три строки фотоячеек, каждая co своим фильтром, так чтоони могут снимать все три цвета за один проход.Таблица 2.10. Сканирование изображения для печати с заданнымиразмерамиПараметр, единицаОбозначение ФормулаПример РезультатРазмер отпечатка, дюйм:по горизонталиHp-12-по вертикалиVp-8-300-Разрешающаяспособностьотпечатка, точек на дюймRRp-Размероригинала,пиксел:по горизонталиHspRRp · Hsp3600по вертикалиVspRRp · Vsp2400Цветовая глубина, битCD-Размер файла:битSfбайт24-(Hsp·Vsp)CD207000360Sf / 825000920Таблица 2.11.
Расчет размера файла сканера отображения на экранемонитораПараметр, единицаОбозначение ФормулаПример РезультатРазмер оригинала, дюйм:по горизонталиHo-1-по вертикалиVo-1,5-Разрешающая способностьэкрана, точек на дюймRRs-72-Требуемыйразмеризображения, пиксел:Him-400-по горизонталипо вертикалиVimHim(HoVo)Цветовая глубина, битCD-Расчетный размер файла:бит(HimVim)CDSfбайт/·Sf / 8-60024--5 760 000-720 000Во время сканирования изображения источники света движутся внизнад фотографией (в некоторых сканерах документ перемещается подисточником света). Световые лучи отражаются от оригинала или проходятсквозь прозрачную пленку и фокусируются на датчике изображениясистемой из объектива и зеркала.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
