Влияние цифрового представления на информативность снимков

Поскольку преобладающий объём исследований лунного блефа NASA осуществляется с использованием в качестве объектов анализа изображений "лунных" снимков, представленных в оцифрованном виде, то каждому, кто занимается этим увлекательным делом - весьма важно отчётливо представлять себе влияние цифрового формата снимков на их информативность.

Данное исследование не будет касаться потерь информации при сжатии цифровых файлов изображений алгоритмом компрессии JPG ( эта тема будет освещена позже ), а сосредоточится на потерях, которые наносит информативности снимков само их представление в виде массива числовых значений.

Также будет тщательно рассмотрен вопрос, ответ на который (на первый взгляд) кажется очевидным: возможно ли и если да, то до каких пределов определение размеров изображения ВНУТРИ ПИКСЕЛА.

Сначала немного теории.

Цифровое представление аналоговых сигналов ( будь то звук или изображение ) обычно имеет два независимых параметра дискретизации и квантования. В случае со звуковыми файлами это будет частота отсчётов дискретизации ( например - 16 КГц ) и разрядность квантования ( например - 8 бит ). При оцифровке изображений дискретизируется площадь снимка и квантуются цвето-яркостные параметры каждого из полученных таким образом пикселов.

Поэтому, для оцифрованного изображения указывают не только его разрешение ( например - 1024х1024 пиксела ), но и разрядность цвета каждого пиксела ( например - 24 бит ).

Поскольку разрядность 24 бит на пиксел применяется в подавляющем большинстве цифровых изображений, то большинство людей даже не задумываются, что это значит.

Однако, как ни парадоксально это может выглядеть на первый взгляд - большая разрядность цвета даёт теоретическую возможность измерять на изображении СУБПИКСЕЛЬНЫЕ РАЗМЕРЫ.

Математическая основа этой возможности кроется в применяемых алгоритмах оцифровки изображений. Если предмет по одному из цветовых каналов имеет яркость = 0, а фон яркость = 255, то при оцифровке границы между предметом и фоном, попадающей между пикселами - яркость этих граничных пикселов (по этому каналу) будет зависеть от пропорции площадей, занимаемых предметом и фоном в пределах области пиксела.

Это даёт теоретическую возможность опредления размеров предметов, изображённых на снимках - с субпиксельной точностью.


В теории всё звучит прекрасно. Теперь проверим на практике.

Для простоты используем чёрно-белые изображения. Яркость объектов = 0, яркость фона = 255.

Построим 10 прямоугольников с толщиной линий от 1 до 10


Сожмём в 10 раз по ширине


И вновь растянем (для удобства измерений)


Теперь, точно зная параметры яркости объекта и фона - вычислим субпиксельные размеры для сжатой картинки.

Яркости сжатых линий:

1. - 229
2. - 204
3. - 178
4. - 153
5. - 127
6. - 102
7. - 76
8. - 51
9. - 25
10 - 0

Пропорция яркости объекта в яркости пиксела:

1. - 10.2%
2. - 20.0%
3. - 30.2%
4. - 40.0%
5. - 50.2%
6. - 60.0%
7. - 70.2%
8. - 80.0%
9. - 90.2%
10 - 100%


Восстановленные значения толщины линий на сжатой в 10 раз картинке (по яркости единственного пиксела ):

1. - 0.102
2. - 0.200
3. - 0.302
4. - 0.400
5. - 0.502
6. - 0.600
7. - 0.702
8. - 0.800
9. - 0.902
10 - 1.000

Восстановленные значения толщины линий на исходной картинке ( до сжатия в 10 раз ):

1. - 1.02
2. - 2.00
3. - 3.02
4. - 4.00
5. - 5.02
6. - 6.00
7. - 7.02
8. - 8.00
9. - 9.02
10 - 10.0

Как видим - чем больше контраст между объектом и фоном по каждому из трёх цветовых каналов - тем большая информация об истинных размерах объекта может быть получена при анализе оцифрованных изображений.

Димa.> Поскольку преобладающий объём исследований лунного блефа NASA осуществляется...
...псевдоисследователями, то и говорить не о чем.

Дима> Как видим - чем больше контраст между объектом и фоном по каждому из трёх цветовых каналов - тем большая информация об истинных размерах объекта может быть получена при анализе оцифрованных изображений.

Мда... можно было стока букафф не писать, а ограничиться только этим.

Вывод достаточно прост - чем меньше контрастность объекта и фона, тем бессмысленнее весь вышеприведенный текст.

После этого остается только вспомнить, что цвет лунной поверхности - далеко не сплошной 0, а модули, следы роверов и т.п. - не key. И что НАСА подфотошопливало все снимки перед выкладкой в сеть.

Димa.> И вновь растянем (для удобства измерений)

Димa.> Теперь, точно зная параметры яркости объекта и фона - вычислим субпиксельные размеры для сжатой картинки.

Ох и брехло же!
Взялся доказывать Тезис №4?

Вот я сжал и растянул первый рисунок.
Теперь повычисляй

Кто не обрабатывает снимки Фотошопом перед выкладыванием в сеть?

Сколько псевдонауки можно придумать методом ковыряния в носу, правда Дима?

Bell> После этого остается только вспомнить, что цвет лунной поверхности - далеко не сплошной 0, а модули, следы роверов и т.п. - не key.

Ой, пардон, 0 и кей это у нас в полиграфии. В инете рисунки в RGB, там 255-0. По привычке ляпнул.
Ну сути дела это не меняет.

Вы, Дима, можете не изобретать велосипед, а открыть учебник и прочитать теорему Котельникова.

foogoo> Кто не обрабатывает снимки Фотошопом перед выкладыванием в сеть?

Тот кто хуже фотошопа

Если взять цветной бумаги
ручку, ножницы и клей
и немножечко отваги
можно сделать сто рублей!


Ник

Bell ... Ох и брехло же!

Самокритично..

Однако, научится читать, как выясняется - ещё недостаточно, чтобы понять прочитанное.

Даю задание: Прочитать 10 раз. Понять - хотя бы 1 раз.

Приду - проверю.

...

При нулевой контрастности объекта и фона - Вы не только субпиксельных, но и вообще никаких размеров не определите. При яркости объекта, к примеру = 253 и яркости фона = 255 - теоретический предел субпиксельной точности = 50% от размеров пиксела.

Даю задание, уехать в Бобруйск и жить там со своим бредом.

Bell> Ох и брехло же!
Димa.> Самокритично..
Димa.> Однако, научится читать, как выясняется - ещё недостаточно, чтобы понять прочитанное.
Дай ужжж...
То что Дима умеет читать не гарантирует, что он поймет смысл адресованного ему текста...

Димa.> Даю задание: Прочитать 10 раз. Понять - хотя бы 1 раз.
Димa.> Приду - проверю.
КАК???


Димa.> При нулевой контрастности объекта и фона - Вы не только субпиксельных, но и вообще никаких размеров не определите. При яркости объекта, к примеру = 253 и яркости фона = 255 - теоретический предел субпиксельной точности = 50% от размеров пиксела.
Че? Сам-то понял, че сказал?
Это при разнице контраста 0,8%???

Димa.> При нулевой контрастности объекта и фона - Вы не только субпиксельных, но и вообще никаких размеров не определите. При яркости объекта, к примеру = 253 и яркости фона = 255 - теоретический предел субпиксельной точности = 50% от размеров пиксела.

Ну давай! Можешь начинать
Вот тебе 253 на фоне 255:

Белл, вы куда с большого форума делись? Я что, там один должен отдуваться?
Хватит тут детишек обижать, там дичь покрупнее.

Старый> Белл, вы куда с большого форума делись? Я что, там один должен отдуваться?
Старый> Хватит тут детишек обижать, там дичь покрупнее.

Эт где такой "Большой Форум"? Не в Сети Валгалы? А то бы и я присоединился - меня опровергатели уже достали конкретно
Да, Старый ты уже во всем вообще разобрался? Чо здесь не участвуешь?

Ник

Bell ... 253 на фоне 255

Вы только представьте, я и вправду подумал, что Вы действительно сделали картинку с объектами разной ширины и яркостью 253 на фоне 255, сжатую затем Вами в несколько раз, с предложением определить исходный размер сжатых объектов с погрешностью, меньшей степени сжатия. Другими словами - определить субпиксельные размеры объектов на уменьшенном варианте картинки.

Блин. Вы хоть сами посмотрели, чего породили..

Вы (хотя бы) умеете просматривать графические файлы в масштабе, большем 1х1 ?

Увеличьте раз в 5 свою картинку и ужаснитесь..

За такую подставу - попадаете в игнор до конца недели.

Можете провести это время с толком - освоить как следует графический инструментарий.

Wyvern-2> Эт где такой "Большой Форум"? Не в Сети Валгалы? А то бы и я присоединился - меня опровергатели уже достали конкретно
http://bolshoyforum.org/forum/index.php?topic=41.msg57704#new
Wyvern-2> Да, Старый ты уже во всем вообще разобрался? Чо здесь не участвуешь?
Wyvern-2> Ник
Я участвую. Но с нынешними кадрами вряд ли удастся в чёмто разобраться... Говорить о технике с тупым и блондиной - не самое перспективное занятие...

Димa.> Bell ... 253 на фоне 255
Димa.> Вы только представьте, я и вправду подумал, что Вы действительно сделали картинку с объектами разной ширины и яркостью 253 на фоне 255, сжатую затем Вами в несколько раз, с предложением определить исходный размер сжатых объектов с погрешностью, меньшей степени сжатия.

Щас я все бросил и вперед, ломая ноги...
Взял просто первый рисунок и его сжал-разжал
Фотошоп 8, если что.


Димa.> Другими словами - определить субпиксельные размеры объектов на уменьшенном варианте картинки.

Какие умные слова мы знаем! Афигется!


Димa.> Блин. Вы хоть сами посмотрели, чего породили..

А че, фигня получилась, да? Ну вот о том и речь


Димa.> Вы (хотя бы) умеете просматривать графические файлы в масштабе, большем 1х1 ?

Да куда уж мне, убогому. В Фотошопе-то...


Димa.> Увеличьте раз в 5 свою картинку и ужаснитесь..

Нахрена? И так прекрасно виден результат.
В то числе видно, что твоя третья картинка, якобы разжатая, на самом деле отдельно нарисована. А это прямое доказательство Тезиса №4.


Димa.> За такую подставу - попадаете в игнор до конца недели.

Вау! Какая быстрая капитуляция! А может помучаешся еще? Мне понравилось


Димa.> Можете провести это время с толком - освоить как следует графический инструментарий.

ГЫ!
Мальчик, пеши исчо!

Старый> Белл, вы куда с большого форума делись? Я что, там один должен отдуваться?
Старый> Хватит тут детишек обижать, там дичь покрупнее.
Обленился я, зараза
Да и на работе обрезали почти все форумы/блоги/сайты знакомств и остальное общение. Мол трафик жрем. Волки поганые
Удивительно, что Базу еще не прикрыли.

Да и контингент там специфический. Тупизм, ламерство и т.п. симптомы опровергательства ярко выражены. Хотя это придает определенный шарм...

Bell> Мол трафик жрем. Волки поганые

Форумы? Трафик? Действительно волки!
А дома инета нету?

Bell> Хотя это придает определенный шарм...

В том то и интерес.

Дима, а вы с Карлосом не хотите побеседовать?
Все это чушь собачья. исследователь, блин. Такого психа я еще тут не встречал. он еще игнором грозится
Вас надо было в эмриональном состоянии лоботомировать. Может, перестали бы, ковыряясь в заднице, произносить такие слова. Дима, давайте на чистоту. Назовите вашу профессию, и нам будет легче с вами говорить. А пока что я вижу попытки вытащить отдельные словечки, смысла которых, вы, видимо не понимаете, и громогласно обьявлять себя ИССЛЕДОВАТЕЛЕМ Тем более закрадывается подозрение, что все ваши изыскания стащены с какого-то параноидального источника. Может, даже и на английском.

Димa.> Данное исследование
...
Димa.> Также будет тщательно рассмотрен вопрос
...
Димa.> Сначала немного теории
...

Буа-га-га! Исследователь! Теоретик!

Димa.>> Данное исследование
7-40> ...
Димa.>> Также будет тщательно рассмотрен вопрос
7-40> ...
Димa.>> Сначала немного теории
7-40> ...
7-40> Буа-га-га! Исследователь! Теоретик!

Это еще терпимо. Слава богу, что не Наполеон

Я ж говорил: у него мания величия. Он мнит себя исследователем. Почти что Великим Учёным.

П.С. Ой, ЮК раньше успел.

P.V.> Такого психа я еще тут не встречал. он еще игнором грозится

Испугал ежа голой жопой