Resolução de nível de cinza
Resolução de imagem
Uma resolução pode ser definida como o número total de pixels em uma imagem. Isso foi discutido em Resolução de imagem. E também discutimos que a clareza de uma imagem não depende do número de pixels, mas da resolução espacial da imagem. Isso foi discutido na resolução espacial. Aqui, vamos discutir outro tipo de resolução que é chamada de resolução de nível de cinza.
Resolução de nível de cinza
A resolução do nível de cinza refere-se à mudança previsível ou determinística nos tons ou níveis de cinza em uma imagem.
Resumindo, a resolução do nível de cinza é igual ao número de bits por pixel.
Já discutimos bits por pixel em nosso tutorial de bits por pixel e requisitos de armazenamento de imagem. Vamos definir o bpp aqui brevemente.
BPP
O número de cores diferentes em uma imagem depende da profundidade da cor ou bits por pixel.
Matematicamente
A relação matemática que pode ser estabelecida entre a resolução do nível de cinza e bits por pixel pode ser dada como.
Nesta equação, L se refere ao número de níveis de cinza. Também pode ser definido como tons de cinza. E k refere-se a bpp ou bits por pixel. Portanto, o 2 elevado à potência de bits por pixel é igual à resolução do nível de cinza.
Por exemplo:
A imagem acima de Einstein é uma imagem em escala de cinza. Significa que é uma imagem com 8 bits por pixel ou 8bpp.
Agora, se fosse calcular a resolução do nível de cinza, aqui está como o faremos.
Isso significa que a resolução do nível de cinza é 256. Ou de outra forma, podemos dizer que esta imagem tem 256 tons diferentes de cinza.
Quanto maior for o número de bits por pixel de uma imagem, maior será a resolução do seu nível de cinza.
Definindo a resolução do nível de cinza em termos de bpp
Não é necessário que uma resolução de nível de cinza seja definida apenas em termos de níveis. Também podemos defini-lo em termos de bits por pixel.
Por exemplo
Se você receber uma imagem de 4 bpp e for solicitado a calcular sua resolução de nível de cinza. Existem duas respostas para essa pergunta.
A primeira resposta é 16 níveis.
A segunda resposta é de 4 bits.
Encontrar bpp a partir da resolução de nível de cinza
Você também pode encontrar os bits por pixels da resolução de nível de cinza fornecida. Para isso, basta torcer um pouco a fórmula.
Equação 1.
Esta fórmula encontra os níveis. Agora, se formos encontrar os bits por pixel ou, neste caso, k, vamos simplesmente mudá-lo assim.
K = log base 2 (L) Equação (2)
Porque na primeira equação a relação entre Níveis (L) e bits por pixel (k) é exponencial. Agora temos que revertê-lo e, portanto, o inverso do exponencial é log.
Vamos dar um exemplo para encontrar bits por pixel da resolução de nível de cinza.
Por exemplo:
Se você receber uma imagem de 256 níveis. Quais são os bits por pixel necessários para isso.
Colocando 256 na equação, obtemos.
K = log de base 2 (256)
K = 8.
Portanto, a resposta é 8 bits por pixel.
Resolução e quantização do nível de cinza:
A quantização será introduzida formalmente no próximo tutorial, mas aqui vamos apenas explicar a relação entre a resolução do nível de cinza e a quantização.
A resolução do nível de cinza é encontrada no eixo y do sinal. No tutorial de Introdução aos sinais e sistema, estudamos que a digitalização de um sinal analógico requer duas etapas. Amostragem e quantização.
A amostragem é feita no eixo x. E a quantização é feita no eixo Y.
Isso significa que a digitalização da resolução do nível de cinza de uma imagem é feita na quantização.