Binarna slika

Fotografija znaka Posmatranje komšiluka je boja prednjeg plana, dok je ostatak slike boja pozadine. U industriji skeniranja dokumenata, ovo se često naziva "bi-tonalnim".

Binarna slika je ona koja se sastoji od piksela koji mogu imati jednu od tačno dve boje, obično crnu i belu. Binarne slike se takođe nazivaju Bi-Nivoi ili dva nivoa, pikselart napravljen od dve boje se često naziva 1-bitni ili 1bit.To znači da se svaki piksel čuva kao jedan bit—tj. 0 ili 1. Imena crno-belo, C & B ili monohromija se često koriste za ovaj koncept, ali takođe može odrediti sve slike koje imaju samo jedan uzorak po pikselu, kao što su slike u sivoj skali .U Fotošopu, binarna slika je isto što i slika u "Bitmap" režimu.

Binarne slike se često pojavljuju u digitalnoj obradi slike kao maske ili prag i dither . Neki ulazno/izlazni uređaji, kao što su laserski štampači, faks mašine i dvostepeni računarski displeji, mogu da obrađuju samo dvostepene slike.

Binarna slika se može uskladištiti u memoriji kao bitmap, upakovani niz bitova. 640 × 480 slika zahteva 37,5 KiB skladištenja. Zbog male veličine slikovnih datoteka, faks mašina i druge stvari za upravljanje dokumentima obično koriste ovaj format. Većina binarnih slika takođe se dobro kompresuje pomoću jednostavnih šema kompresije dužine trajanja.

Binarne slike se mogu tumačiti kao podskupovi kvadratne rešetke Z ² ; a oblast obrade morfološke slike je u velikoj meri bila inspirisana ovim stavom.

Operacije nad binarnim slikama

Čitava klasa operacija nad binarnim slikama radi na prozoru slike 3×3. Ovo sadrži devet piksela, dakle 2 ⁹ ili 512 mogućih vrednosti. Uzimajući u obzir samo centralni piksel, moguće je definisati da li ostaje podešen ili nepodešen, na osnovu okolnih piksela. Primeri takvih operacija su stanjivanje, širenje, pronalaženje tačaka grananja i krajnjih tačaka, uklanjanje izolovanih piksela, pomeranje slike za jedan piksel u bilo kom pravcu i prekid H-veza. Konvejeva igra života je takođe primer operacije 3×3 prozora.

Druga klasa operacija zasniva se na pojmu filtriranja sa elementom strukturiranja. Element strukture je binarna slika, obično mala, koja se prenosi preko ciljne slike, na sličan način kao filter u obradi slike u sivoj skali. Pošto pikseli mogu imati samo dve vrednosti, morfološke operacije su erozija (svi nepodeljeni pikseli unutar strukturalnog elementa uzrokuju da se piksel poništi) i dilatacija (bilo koji postavljeni pikseli unutar strukturalnog elementa izaziva postavljanje piksela). Važne operacije su morfološko otvaranje i morfološko zatvaranje koje se sastoje od erozije praćene dilatacijom i dilatacijom nakon čega sledi erozija, koristeći isti strukturni element. Otvaranje ima tendenciju da uveća male rupe, ukloni male predmete i odvoji predmete. Zatvaranje zadržava male predmete, uklanja rupe i spaja predmete.

Veoma važna karakteristika binarne slike je transformacija udaljenosti . Ovo daje udaljenost svakog postavljenog piksela od najbližeg nepodešenog piksela. Transformacija udaljenosti se može efikasno izračunati. Omogućava efikasno izračunavanje Voronojevih dijagrama, gde je svaki piksel na slici dodeljen najbližoj tački iz skupa tačaka. Takođe omogućava skeletizaciju, koja se razlikuje od stanjivanja po tome što skeleti omogućavaju oporavak originalne slike. Transformacija udaljenosti je takođe korisna za određivanje centra objekta, kao i za podudaranje u prepoznavanju slike.

Još jedna klasa operacija je prikupljanje metrike bez orijentacije. Ovo je često važno za prepoznavanje slike gde treba ukloniti orijentaciju kamere. Metrike bez orijentacije grupe povezanih ili okruženih piksela uključuju Ojlerov broj, perimetar, površinu, kompaktnost, površinu rupa, minimalni radijus i maksimalni radijus.

Segmentacija slike

Binarne slike nastaju od slika u boji korišćenjemsegmentacije . Segmentacija je proces dodeljivanja svakog piksela u izvornoj slici dvema ili više klasa. Ako postoji više od dve klase, uobičajeni rezultat je nekoliko binarnih slika. Najjednostavniji oblik segmentacije je verovatno Otsuov metod koji dodeljuje piksele prednjem planu ili pozadini na osnovu intenziteta sivih tonova. Drugi metod je algoritam vododelnice . Detekcija ivica takođe često stvara binarnu sliku sa nekim pikselima dodeljenim ivičnim pikselima, a takođe je i prvi korak u daljoj segmentaciji.

Skeleti

Proređivanje ili skeletizacija proizvodi binarne slike koje se sastoje od linija širine piksela. Tačke grananja i krajnje tačke se zatim mogu izdvojiti, a slika pretvoriti u grafikon. Ovo je važno u prepoznavanju slika, na primer u optičkom prepoznavanju karaktera .

Interpretacija

Interpretacija binarne vrednosti piksela takođe zavisi od uređaja. Neki sistemi tumače bitnu vrednost 0 kao crnu i 1 kao belu, dok su drugi zamenili značenje vrednosti. U TWAIN standardnom PC interfejsu za skenere i digitalne kamere, prvi ukus se zove vanila, a suprotni čokolada .

Dither se često koristi za prikazivanje polutonskih slika.

1-bit u digitalnoj umetnosti

Binarni PikselArt, poznatiji kao 1-bitna ili 1bit umetnost, bio je metod prikazivanja grafike još od prvih računara. Dok su nekadašnji računari kao što je zx81 koristili ograničenje kao neophodnost hardvera, ručne LCD igre kao što su Igraj i Gledaj i Tamagoči, pored ranih računara sa fokusom na grafičke korisničke interfejse kao što je Macintoš, napravili su velike korake u promovisanju kulture, tehnike i estetike ograničenja 1-bitne umetnosti.

Moderni primeri 1-bitne umetnosti vidljivi su u indijskim video igrama i drugoj digitalnoj umetnosti. Najprodavanije igre kao što su Gato Roboto, Povratak Obre Din, Minit i Svet Horora koriste 1bit kao stil da svojim igrama daju retro osećaj ili da jednostavno uštede vreme grafičkim dizajnerima u razvoju. Postoji čak i novi 1-bitni hardver u razvoju, kao što je eksperimentalna ručna konzola Datum igranja .

Za umetnike piksela, 1-bit je postao uobičajen izazov za stvaranje umetnosti. Pixtogether takmičenje u pikselu zahtevalo je od svojih učesnika da koriste samo dve boje za svoje 10-mesečno takmičenje. Mali broj umetnika se bavi 1-bitnom umetnošću kao primarnim zanimanjem, ali mnogi od njih ostaju u kontaktu jedni sa drugima kako bi razmenili znanje o radu sa ograničenjem i stvorili sopstvene saradnje.

Brendon Džejms Grir, koji pravi popularne tutorijale o 1-bitnim i drugim pikselskim umetničkim delima, kaže da „ograničenje vodi do nekih jedinstvenih pristupa“ i da je rad u 1-bitu „veoma zabavan i jedinstven izazov“.

Dok se 1bit može nazvati umetničkim stilom sam po sebi, svaki njegov deo takođe spada i u drugi stil. Očigledne razlike u 1-bitnim umetničkim stilovima su, na primer, da li, koliko i koja vrsta dithera se koristi, rezolucija slike, upotreba obrisa i koliko je delo detaljno.

Senzor slike

Preduzorkovani binarni senzor slike je novi senzor slike koji podseća na tradicionalni fotografski film. Svaki piksel u senzoru ima binarni odgovor, dajući samo jednobitno kvantizovano merenje lokalnog intenziteta svetlosti.