Konzept der Probenahme
Umwandlung von analogem Signal in digitales Signal:
Die Ausgabe der meisten Bildsensoren ist ein analoges Signal, und wir können keine digitale Verarbeitung darauf anwenden, da wir es nicht speichern können. Wir können es nicht speichern, da es unendlichen Speicher benötigt, um ein Signal zu speichern, das unendliche Werte haben kann.
Wir müssen also ein analoges Signal in ein digitales Signal umwandeln.
Um ein digitales Bild zu erstellen, müssen wir fortlaufende Daten in digitale Form umwandeln. Es gibt zwei Schritte, in denen es gemacht wird.
- Sampling
- Quantization
Wir werden jetzt die Probenahme diskutieren, und die Quantisierung wird später diskutiert, aber im Moment werden wir nur ein wenig über den Unterschied zwischen diesen beiden und die Notwendigkeit dieser beiden Schritte diskutieren.
Die Grundidee:
Die Grundidee hinter der Umwandlung eines analogen Signals in ein digitales Signal ist
um beide Achsen (x, y) in ein digitales Format umzuwandeln.
Da ein Bild nicht nur in seinen Koordinaten (x-Achse), sondern auch in seiner Amplitude (y-Achse) stetig ist, wird der Teil, der sich mit der Digitalisierung von Koordinaten befasst, als Abtastung bezeichnet. Und der Teil, der sich mit der Digitalisierung der Amplitude befasst, ist als Quantisierung bekannt.
Probenahme.
Die Abtastung wurde bereits in unserem Tutorial zur Einführung in Signale und Systeme eingeführt. Aber wir werden hier mehr diskutieren.
Hier, was wir über die Probenahme besprochen haben.
Der Begriff Probenahme bezieht sich auf Probenahme
Wir digitalisieren die x-Achse bei der Abtastung
Dies erfolgt für eine unabhängige Variable
Im Fall der Gleichung y = sin (x) wird dies für die Variable x durchgeführt
Es ist weiter in zwei Teile unterteilt, Aufwärts- und Abwärtsabtastung
Wenn Sie sich die obige Abbildung ansehen, werden Sie feststellen, dass das Signal zufällig variiert. Diese Abweichungen sind auf Rauschen zurückzuführen. Bei der Probenahme reduzieren wir dieses Rauschen durch Probenahme. Es ist offensichtlich, dass mehr Proben wir nehmen, die Bildqualität besser wäre, das Rauschen stärker entfernt würde und dasselbe umgekehrt passiert.
Wenn Sie jedoch eine Abtastung auf der x-Achse durchführen, wird das Signal nicht in ein digitales Format konvertiert, es sei denn, Sie nehmen auch eine Abtastung der y-Achse vor, die als Quantisierung bezeichnet wird. Je mehr Samples letztendlich bedeuten, dass Sie mehr Daten sammeln, und im Falle eines Bildes bedeutet dies mehr Pixel.
Beziehungsschiff mit Pixeln
Da ein Pixel ein kleinstes Element in einem Bild ist. Die Gesamtzahl der Pixel in einem Bild kann berechnet werden als
Pixel = Gesamtzahl der Zeilen * Gesamtzahl der Spalten.
Nehmen wir an, wir haben insgesamt 25 Pixel, das heißt, wir haben ein quadratisches Bild von 5 x 5. Wie wir oben beim Abtasten besprochen haben, führen mehr Abtastungen schließlich zu mehr Pixeln. Dies bedeutet, dass wir von unserem kontinuierlichen Signal 25 Proben auf der x-Achse genommen haben. Das bezieht sich auf 25 Pixel dieses Bildes.
Dies führt zu einer weiteren Schlussfolgerung, dass Pixel auch die kleinste Teilung eines CCD-Arrays ist. Es bedeutet also, dass es auch eine Beziehung zum CCD-Array hat, was als dies erklärt werden kann.
Beziehung zum CCD-Array
Die Anzahl der Sensoren in einem CCD-Array entspricht direkt der Anzahl der Pixel. Und da wir zu dem Schluss gekommen sind, dass die Anzahl der Pixel direkt der Anzahl der Abtastwerte entspricht, bedeutet dies, dass die Anzahl der Abtastwerte direkt der Anzahl der Sensoren auf dem CCD-Array entspricht.
Überabtastung.
Am Anfang haben wir definiert, dass die Stichprobe weiter in zwei Typen unterteilt wird. Welches ist Up Sampling und Down Sampling. Up Sampling wird auch als Over Sampling bezeichnet.
Das Oversampling hat eine sehr tiefe Anwendung in der Bildverarbeitung, die als Zoomen bekannt ist.
Zoomen
Wir werden das Zoomen im kommenden Tutorial offiziell einführen, aber im Moment werden wir das Zoomen nur kurz erläutern.
Zoomen bezieht sich auf das Erhöhen der Pixelanzahl, sodass Sie beim Zoomen eines Bildes mehr Details sehen.
Die Erhöhung der Pixelmenge erfolgt durch Überabtastung. Die eine Möglichkeit zum Zoomen oder zum Vergrößern von Samples besteht darin, optisch durch die Motorbewegung des Objektivs zu zoomen und dann das Bild aufzunehmen. Aber wir müssen es tun, sobald das Bild aufgenommen wurde.
Es gibt einen Unterschied zwischen Zoomen und Abtasten
Das Konzept ist das gleiche, nämlich die Anzahl der Proben zu erhöhen. Der Hauptunterschied besteht jedoch darin, dass während das Abtasten der Signale erfolgt, das digitale Bild gezoomt wird.