DIGITÁLNÍ ZPRACOVÁNÍ OBRAZU

DIGITÁLNÍ ZPRACOVÁNÍ OBRAZU proces konverze vizuální informace z analogové (např. fotografie) do digitální podoby k reprodukování obrázků (např. fotografie) je nutné je převést do digitální formy – tj. zkonvertovat je do formátu, který počítač dokáže načíst a zpracovat, a to buďto skenerem nebo jiným zařízením pro digitalizaci - základní faktory ovlivňující kvalitu snímání: o vstupní rozlišení o optické rozlišení skeneru o barevná hloubka o dynamický rozsah ROZLIŠENÍ - originální obraz např. foto má mezi barvami a tvary jemné přechody a souvislé odstíny - při snímání je obrázek digitalizován = převeden na sérii oddělených jednotek zvaných „pixely“, se kterými může počítač pracovat - v digitalizovaném obraze se okolní body mění podél přechodu barev a odstínů, a tak vytvářejí iluzi souvislých odstínů - obrázek s vysokým vstupním rozlišením má větší počet bodů, a tím i jemnější přechody mezi barvami a odstíny - obrázek s nízkým vstup. rozliš. – obsahuje méně bodů → přechody mezi barvami a odstíny více rozeznatelné - vstupní rozlišení – množství informací, které snímací zařízení (skener) obdrží nebo zachytí na určitém místě při digitalizaci obrázku - jednotky rozlišení (1 inch = 2,54cm): body na palec (pixels per inch – ppi); vzorce na palec (samples per inch – spi); tečky na palec (dots per inch – dpi) - rozlišení obrázku – celkový počet informací obsažených v digitálním obrázku (měří se v bodech – pixelech – např. 400x200 bodů) - výstupní rozlišení – popisuje počet bodů na palec, ve kterých je finální soubor obrázku poslán na tiskové výstupní zařízení, např. 1270 dpi -

rozlišení [DPI] = počet bodů / (2,54 / délka [cm] ) počet bodů = rozlišení [DPI] / (2,54 / délka [cm] ) délka [cm] = (2,54 * rozlišení [DPI] ) / počet bodů rozlišení optické – rozlišení, kterého je skener schopen fyzicky dosáhnout (tj. bez pomoci SW prostředků) → nejčastěji je určeno počtem snímacích prvků na skenovací hlavě - rozlišení interpolované (vkladové) – je vyšší než optické – skener snímá předlohu ve fyzickém rozlišení a vyšší rozlišení je vytvářeno softwarově dopočítáváním obrazu a barev o při interpolovaném rozlišení se skener nesnaží o dokonalejší kvalitu obrazu, ale o zvětšení pomocí vkládacího algoritmu, který vkládá body mezi snímané body jejichž barvu doplní zprůměrováním mezi přiléhajícími body - barevná hloubka = bitová hloubka → měří max.počet barevných nebo šedých úrovní, které může snímací zařízení zachytit o limitující je kvalita grafické karty (nejstarší skenery 250 odstínů; rozlišení 16 bitů = 216 – tj. 65 536 barevných odstínů; rozlišení 24 bitové = 224 – tj. 16 777 216 barevných odstínů) o nastavení velikosti rozlišovací schopnosti má vliv na konečnou velikost souboru – je neúčelné používat při snímání předloh vyšší rozlišení, než které má výstupní zařízení (např. obrazovka, tiskárna); použít vyšší rozlišení je účelné pro zvýšení úspěšnosti při skenování předloh pro následné rozpoznávání znaků pomocí programu OCR ROZLIŠOVACÍ SCHOPNOST – příklad - technicky rozhodující parametr u elektronických obrázků je počet pixelů, jejich barevná hloubka a „síla“ komprese → pro tisk na inkoustové tiskárně postačí 100 pixelů na palec (2,54cm), pro ofsetový tisk minimálně 2-3x více → parametry dpi, nejsou-li vztaženy ke konkrétnímu rozměru nic neříkají - např. je-li foto o rozměrech 10x15cm (teda cca 4x6 palců) naskenovaná 1:1 v rozlišení 100 dpi bude mít tato fotografie 400 (4 palce x 100 dpi) x 600 (6 palců x 100 dpi) pixelů -

PPD – 4. a 5. předn – 1.část

1

VSTUP - kvalita snímání se dá jasně definovat jeho rozlišením – vyšší rozlišení →vyšší kvalita obrázku →víc bodů na palec - vyšší snímací rozlišení neznamená automaticky vyšší výstupní kvalitu – záleží též na rozměru originálního obrázku, rozměru výstupního obrázku a hustotě rastru v tiskárně DYNAMIKA ROZSAHU - vyjadřuje rozdíl mezi nejsvětlejším odstínem (dmin) a nejtmavším odstínem (dmax) - zařízení s vysokým dynamickým rozsahem je schopné reprodukovat větší detaily a jemnější přechody mezi odstíny než zařízení s nízkým dynamickým rozsahem SNÍMACÍ TECHNOLOGIE - snímací, neboli digitalizující zařízení, které použijete, hraje důležitou roli v kvalitě výsledků snímání - všechna digitalizující zařízení provádějí 3 základní operace: o snímají, neboli vzorkují úrovně škály šedi nebo barevné úrovně v každém snímaném bodě originálu o konvertují zachycená data (analogovou informací) do digitálních dat, která může počítač zpracovat o generují bitmapové, neboli rastrové obrázky SNÍMACÍ TECHNOLOGIE CCD (Charge-coupled Device) - tato technologie je používána ve stolních, ručních a speciálních skenerech pro film a diapozitivy, objevuje se též ve videokamerách a digitálních fotoaparátech - technologie CCD je založena na světlocitlivém silikonovém polovodičovém čipu (obvodu), který měří světlo odražené nebo vysílané z obrázku a výsledek konvertuje z analogových na digitální data - většina stolních jednoprůchodových skenerů je osazena CCD snímacími prvky - jako zdroj světla slouží katodová lampa (zářivka) a světlo odražené pomocí zrcadel a čoček se přenáší na CCD čidlo - skenery jsou citlivé na nastavení optiky a vibrace snímací hlavy - před snímáním vyžadují zahřátí světelné lampy (do cca 30 sekund) aby se intenzita v průběhu snímání již neměnila SNÍMACÍ TECHNOLOGIE PMT (Photo Multiplicator) - fotonásobiče (PMT) se používají v většině bubnových skenerů jako světlocitlivá zařízení – konvertují světlo na dititální signál - PMT jsou schopné zaznamenat nejširší rozsah odstínů (rozsah barev, které skener může zaznamenat, od nejsvětlejší po nejtmavší barvu obsaženou v obrázku) - v PMT zařízení je originální obraz umístěn na rotující buben, světlo z bodů na obrázku vstoupí do jednotky senzoru PMT → světlo prochází postupně přes červený, zelený a modrý filtr, a poté do jednoho ze 3 fotonásobičových zesilovačů → analogové elektrické napětí pak prochází přes A/D („analog-digital“) konvertor, který změní zaznamenaná data na digitální SNÍMACÍ TECHNOLOGIE CIS (Contact Image Senzor) - používá kontaktní obrazový senzor, který má pouze jeden řádek senzorů umístěných co nejblíže snímané předloze - zdrojem světla jsou 3 řádky LED diod v zákl.barvách, integrovaných přímo do čtecí hlavy (tím se odstranil sožitý opt. systém v podobě zrcadla a hlavy, snížilo napájecí napětí na 5V a snížila hmotnost) - neumožňuje snímat transparentní předlohy jako např. diapozitivy a filmy - kvalita je nižší než u CCD skenerů, má nižší rozlišovací schopnost na tmavších plochách předlohy - při větší vzdálenosti snímané předlohy od plochy skeneru klesá osvícení rychleji než u zářivkových skenerů

SKENERY (snímač, snímací zařízení) – princip činnosti -

použití o snímání (digitalizace) předloh pro další zpracování nebo archivaci o ve spojení s modemem ho lze použít jako fax o ve spojení s tiskárnou jako kopírku


2

skenovaná předloha (papír) sklo zrcadla pohybující se snímací soustava

-

-

-

objektiv

CCD snímač

snímaná předloha je postupně osvětlena, odrážené světlo od předlohy je zachyceno snímacím prvkem a převedeno na digitální signál (světlá plocha odráží více světla a tmavá méně) základní barvy spektra (červen, zelená, modrá) jsou snímány: o najednou – jednoprůchodový skener o každá zvlášť – může dojít k nepřesnému složení barev barevné vlastnosti: o černobílé – jsou schopny rozlišit 256 stupňů šedi (téměř se již nepoužívají) o barevné – většina skenerů umožňuje plnobarevnou hloubku – tj. 36 bitů typové provedení skeneru (digitální fotoaparát, ruční skener, stolí skener, stránkový skener, bubnový skener) o ploché (stolní) – nejvíce rozšířené, předloha se pokládá na skleněnou desku; dokáží zpracovat reflexní originály (papír, fotografie) se 256 úrovni šedi, rozpoznávání písmen (pro text) a bitový barevný tisk o průchozí – pro snímání většího množství předloh bývají vybaveny podavačem o ruční – snímání menších částí předlohy, či tvarově zakřivených ploch, např. etikety lahví, banky o rotační (bubnové) – používají fotonásobič PMT, který zesiluje mnohonásobně elektrický signál, jenž je digitalizován; obrazová předloha je připevněna na rychle rotující válec a při každé jeho otáčce je nasnímán jeden řádek (snímaný obraz putuje po válci okolo snímací hlavy); poskytují vysokou kvalitu snímání; používají se v situacích, kdy obraz musí být zvětšen na několikanásobek jeho původní velikosti; mají velkou barevnou hloubku a široký dynamický rozsah, je v nich možné použít pouze předlohy na pružném materiálu, jako jsou diapozitivy a průsvitky o filmové – zařízení s vysokým rozlišením, která mohou zpracovat široký rozsah odstínů a umožňují zvětšení z originálního filmu (včetně 35mm barevných a černobílých negativů) na několikanásobek původní velikosti o prostorové skenování (3D skener) – založeno na principu kombinace kamery na natáčivém rameni, nebo statické kamery doplněné otočným talířem, kdy kamera snímá dobře nasvícený předmět (předmět je nasnímán z různých stran) → z výsledných obrázků je animační program schopen složit celek v podobě animace – předmět je rozlišen do pozadí, takže si ho lze prohlížet ze všech stran

DIGITÁLNÍ FOTOAPARÁTY - používají se tam, kde je potřeba mít digitální obrázky 3rozměrných objektů levně a rychle - zachycení obrázků přímo do digitálního formátu vynechává nutnost výroby a zpracování fotografie a jejich následné snímání - digitální fotoaparáty používají technologii CCD a novější typy jsou schopny vytvořit obraz s rozsahem odstínů srovnatelným se skenery PHOTO CD - KODAK PhotoCD je snímací systém používaný k převodu a archivování obrázků na CD-ROM - obrázky ve formátu PhotoCD jsou široce dostupné ze zásob fotogalerii a dodavatelů grafického software


3

-

pro převod vlastních obrázků na CD-ROM je nutné poslat diapozitivy nebo film do zpracovatelské firmy nebo do fotolaboratoře, která má odpovídající PhotoCD pracovní stanici

SNÍMÁNÍ OBRÁZKOVÝCH PŘEDLOH Podle typu použitého skeneru a obslužného programového vybavení lze nastavovat následující parametry u snímaných předloh: - typ předloh (optimalizace dle typu předloh) - hustota snímání (rozlišení nasnímané předlohy) - světlost, kontrast a vyhlazování křivek - specifikace snímané plochy (výběr části obrázku) - barevné korekce (zvýraznění některé složky modelu RGB již při snímání) NÁRŮST BODU: - je důležité vzít při snímání v úvahu nevyhnutelnost nárůstu (zkreslení) bodu při tisku (rozpití barvy na papíře způsobuje, že obrázek je tmavší) - toto lze kompenzovat úpravou editorem obrázků po nasnímání OMEZENÍ FYZICKÝCH KAZŮ V ORIGINÁLU: - fyzické kazy, jako jsou prach, škrábance, otisky prstů a jiné nečistoty, se po nasnímání obrázku zvětšují (zviditelňují) - je nutno odstranit co nejvíce těchto kazů již před snímáním, nebo zvážit, jestli je bude možné opravit editováním obrázku nebo použít jiný obrázek VYHNUTÍ SE ZMĚNĚ ROZLIŠENÍ: - snímejte obrázek pokud možno ve velikosti, která je nejbližší výstupní velikosti - změna rozlišení „Resampling = převzorkování“ mění rozlišení, neboli velikost obrázku změnou počtu bodů, které obsahuje o „downsampling“ (zmenšení rozlišení) snižuje rozlišení redukováním počtu bodů v obrázku – snížení nepoužité informace o „upsampling“ (zvětšení rozlišení) zvětšuje rozlišení zvýšením počtu bodů v obrázku – zvýšení počtu bodů jejich interpolací – neměňte rozlišení obrázku vícekrát – dochází ke změně jeho kvality HODNOCENÍ TONÁLNÍCH CHARAKTERISTIK: (úrovně x křivky) • Při snímání originálu obrázku dochází k degradaci jeho tonálního rozsahu – ztrácí některé detaily, jako např. variace odstínů • Proto je třeba si vybrat, které oblasti se mají zdůraznit např. použitím histogramu, který ukazuje jak jsou v obrázku rozložený variace odstínů ¾ pomůže stanovit, zda je obrázek high key (vysoké tóny), low key (nízké tóny) nebo zda je vyvážený ¾ Obrázek high key je takový, ve kterém nejsvětlejší oblasti obsahují největší úroveň detailu ¾ Obrázek low key je takový obrázek, ve kterém nejtmavší tóny nebo stíny obsahují detail, který chceme zvýraznit BAREVNÝ NÁDECH - Originální snímek nesmí mít znaky barevného nádechu (určitý odstín, který pokrývá celý obrázek) - Barevný nádech lze zjistit např. porovnáním 20 % šedého kartónu s obrázkem ¾ porovnejte šedé odstíny kartónu s čistotou bílé a šedé v obrázku ¾ pokud bílé tóny v obrázku mají nádech jiné barvy, obrázek má pravděpodobně barevný nádech OSTROST OBRÁZKU - V barevných a šedých obrázcích zostření zvětšuje kontrast kontur objektů pro jejich větší zviditelnění a dává dojem, že obrázek obsahuje větší detaily - Je proto dobré začít s originálem, který je výrazný v relativně dobrém zaostření MÉDIUM - Originály na odrazovém podkladu (např. papír) mají menší dynamický rozsah než průsvitná média jako diapozitivy a filmové negativy


4

-

Film má větší tonální rozsah, je víc odolný vůči fyzickému poškození a lze z něj získat ostřejší obrázky

VSTUPNÍ ROZLIŠENÍ - Příliš vysoké zvyšuje náklady bez efektu na kvalitu obrázku - Příliš nízké způsobuje nekvalitu výstupu, obrázek nebude obsahovat dostatečné detaily a bude se jevit jako roztrhaný a neostrý ¾ Nesnímejte ve větším rozlišení, než je optické rozlišení skeneru, jinak interpolační algoritmus vytvoří průměrové body a přidá je k původně neskenovaným bodům a tím sníží kvalitu obrázku ¾ Snímejte v celočíselném rozlišení – rozlišení, které je dělitelné maximálním optickým rozlišením skeneru např. vstupní rozlišení 300ppi, je-li optické rozlišení skeneru 600 ppi – snímání v rozlišení, které není lehce dělitelné, nutí skener přepočítávat hodnotu každého bodu a může snížit kvalitu obrázku ¾ Pokud můžete, použijte celočíselný faktor zvětšení – procento originálu (např. 100 %, 200 % atd.) až po maximální optické rozlišení zařízení pro zpracování obrázu Faktor zvětšení = výstupní rozměry / rozměry originálu * 100 • • • • •

1. Snímání perokresby (pérovky)

Pérovky jsou předlohy vytvořené černou kresbou na bílém podkladě s vysokým kontrastem mezi podkladem a kresbou a neobsahují žádné odstíny šedi či jiné barvy Při skenování předloh z kopií či knih případné znečištění podkladů působí problémy Těmto předlohám odpovídá u obslužných programů volby – drawings Pří snímání je třeba dodržet čistotu kresby, ostrost obrazu a hladkost obrysů – proto

rozměry předlohy musí být minimálně stejné či větší než rozměry reprodukce K snímání použít maximální fyzické rozlišení scaneru

2. Snímání tónovaných černobílých obrázků (autky, černobílé fotografie) Autky jsou polotónové předlohy ve stupních šedi (nejčastěji černobílé fotografie) • • Je-li použitá klasický fotografie jako předloha, měla by mít lesklý povrch aby nedocházelo k rušivým elektům • Tomuto typu předloh odpovídá u obslužných programů volba – halftones nebo photos • Při snímání těchto předloh je důležité dodržet ostrost obrazu, věrnost tónů kresby a čistost podkladu (nastavením rozlišení a použitím zoomu) 3. Snímání barevných předloh Barevné fotografie, diapozitivy, obrázky … • • Diapozitivy i diapozitivy z kinofilmu jsou nejvhodnější předlohou pro reprodukci při zvětšování • Těmto předlohám odpovídá u obslužných programů volba – photos • Při snímání je důležité dodržet ostrost obrázku, věrnost barevných tónů a maximální kontrast dominantních barev Pro snímání platí pravidlo, že je nutné snímat dvakrát tolik dpi, než kolik bude lpi na výstupu při tisku •

nebo osvitu

• • •

Hustota snímání (dpi) = hustota tiskového rastru (lpi)*2 Při snímání již jednou vytištěných materiálů, vzhledem k tomu, že vytištěné materiály obsahují tiskový rastr může po neskenování obrázku vzniknout rušení – moaré

Moaré představuje interferenci původního tiskového rastru předlohy a nového rastru, který vytvoří skener při skenování Moaré lze potlačit, avšak sníží se kvalita reprodukce

4. Skenování a rozpoznávání textu • Nesnímaný text se chová jako obrázek, lze ho číst, nelze ho však upravovat, k převodu obrázku na skutečný text slouží programy OCR (Optical Charakter Recognition = optické rozpoznávání znaků) • Program OCR neumí skenovat, umí však rozpoznávat znaky a z obrázků obsahujícího texty vytvářet běžný text, který lze dále zpracovávat Pro úspěšné použití OCR je nezbytné aby program odporoval češtinu, tzn. aby uměl rozeznat naši • •

diakritiku a dále by měl obsahovat slovník slov

Je-li neskenovaná předloha, použité písmo apod. k rozpoznávání nevhodné je rychlejší text ručně přepsat (zpravidla již od tří chyb na řádek), záleží však i na rozsahu textu


5

•

Na úspěšnosti rozpoznávání má vliv použitý font ( patkové či nezlatkové písmo), velikosti, zvýraznění textu kurzívou, tučným nebo podtrženým písmem, barvě písma či podkladu atd.

Písmo psacího stroje je dobré na automatické rozpoznávání, pokud program umí pracovat s českými znaky. Antikvová písmo se rozpoznávají hůře, jsou totiž proporcionální a některé fonty navíc obsahují tzv. slitky, jako jsou například fi, ffi, fl, ffl Psací písmo a písma kaligrafická téměř nelze rozpoznat, protože jednotlivé znaky se mohou neomezeně dotýkat nebo překrývat. • • • • • • • •

Nejlépe je použít předlohy s bílým podkladem a černým písmem Čím jsou znaky větší, tím lépe (platí jen do určité míry) U textu rozděleného do odstavců je lépe každý odstavec neskenovat zvlášť Lépe je skenovat předlohu jen černobílé (jiná nastavení např. odstín šedi, barvy výsledku nepomohou) Zvýraznit jednotlivé znaky lze úpravou kontrastu a jasu Řádky na předloze by měly být rovnoběžné se skenovaní hlavou (text uložený na křivce nebývá rozpoznán) Využívat interpolaci (tj. rozlišení vyšší než optické rozlišení daného skeneru) nemá význam Výhodné je používat slovníkové rozpoznávání

TABLET (DIGITIZÉR) • Snímají vektorovou grafiku (scanner snímá grafické bitmapové informace) • Skládá se ze snímací podložky ( o velikosti A0 až A6) a ze zařízení podobného myši posouvaného po předloze • „myš“ pracuje nejčastěji na principu elektromagnetickém, je vybaven záměrným nitkovým křížem (někdy doplněným lupou) a čtveřicí (i více) spínačů • Digitizérem je možno vytvářet nový, nebo překreslovat již existující obraz • Některé digitizéry obsahují též vstupní zařízení ve tvaru pera, které umožňuje vytvářet nový obraz pohodlněji než myší, neboť kreslení perem je přirozenější UKLÁDÁNÍ NESNÍMANÝCH OBRÁZKŮ Uložení v původním formátu aplikace umožňuje uložení souhrnu prvků, jako vrstvy a 1. masky, které se pravděpodobně ukážou být užitečné Uložení do TIFF – byl speciálně vyvinut pro polotónové obrázky a je podporován všemi 2. aplikacemi pro editaci obrázků, soubory můžou ukládat v RGB, CMYK a CIE Lab modelech a jsou nezávislé na platformě (PC? Macintosh) Uložení do EPS – určen pro vektorové tak i rastrové obrázky, nevíc poskytuje: 3. o ukládání duplexových či triplexových křivek o ukládání ořezových značek o uchování informace o vlastním polotónovém obrazu a tonální křivce, která se vztahuje pouze na určitý obrázek, ne na celý dokument ZACHÁZENÍ SE VELKÝMI SOUBORY Při použití aplikace, který podporuje otevřené předtiskové rozhraní („Open Prepress Interface“ – OPI) => lze pracovat místo originálů ve vysokém rozlišení s jejich kopiemi v nízkém rozlišení

OPI je rozšíření PostScriptového jazyka, které umožní vkládat kopie originálů v nízkém rozlišení, zvané propoziční obrázky („For Positron Only image“ – FPO) do dokumentu Před tiskem se použije program, který vytiskne soubor PostScrip, načte OPI odkazy, a poté automaticky vymění FPO obrázek za verzi ve vysokém rozlišení Tento postup umožní zlepšit rychlost zpracovaní dokumentu nemá-li systém např. dostatek paměti


6

DIGITÁLNÍ ZPRACOVÁNÍ OBRAZU

Recommend Documents