 | Эта статья требует дополнительных ссылок для проверки . ( декабрь 2018 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения ) |
Цветные цифровые изображения состоят из пикселей , а пиксели состоят из комбинаций основных цветов, представленных последовательностью кода. Канал в данном контексте является полутоновым изображением того же размера , как и цветного изображение [ править ] , из всего одного из этих основных цветов. Например, изображение со стандартной цифровой камеры будет иметь красный, зеленый и синий каналы. Изображение в градациях серого имеет только один канал.
В географических информационных системах каналы часто называют растровыми полосами . [1] Еще одна тесно связанная концепция - это карты функций , которые используются в сверточных нейронных сетях .
Обзор [ править ]
В цифровой сфере может быть любое количество обычных основных цветов, составляющих изображение; канал в этом случае расширяется до изображения в градациях серого на основе любого такого обычного основного цвета. В более широком смысле, канал - это любое изображение в градациях серого того же размера, что и исходное изображение, и связанное с ним [ необходима ссылка ] .
Канал - это традиционный термин, используемый для обозначения определенного компонента изображения. На самом деле, любой формат изображения может использовать любой внутренний алгоритм для хранения изображений. Например, изображения в формате GIF фактически относятся к цвету в каждом пикселе по порядковому номеру , который относится к таблице, в которой хранятся три компонента цвета. Однако, независимо от того, как в конкретном формате хранятся изображения, всегда можно определить дискретные цветовые каналы, если можно визуализировать окончательное цветное изображение.
Концепция каналов выходит за рамки видимого спектра в мультиспектральных и гиперспектральных изображениях. В этом контексте каждый канал соответствует диапазону длин волн и содержит спектроскопическую информацию. Каналы могут иметь разную ширину и диапазон.
Существуют три основных типа каналов (или цветовых моделей ), которые имеют свои сильные и слабые стороны.
Изображения RGB [ править ]
RGB изображение имеет три канала: красный, зеленый и синий. Каналы RGB примерно соответствуют цветовым рецепторам человеческого глаза и используются в компьютерных дисплеях и сканерах изображений .
Если изображение RGB является 24-битным (отраслевой стандарт с 2005 г.), каждый канал имеет 8 бит для красного, зеленого и синего цветов - другими словами, изображение состоит из трех изображений (по одному для каждого канала), где каждое изображение может хранить дискретные пиксели с обычной интенсивностью яркости от 0 до 255. Если изображение RGB 48-битное (очень высокая глубина цвета), каждый канал состоит из 16-битных изображений.
Образец цвета RGB [ править ]
24-битное изображение RGB
Красный канал отображается в оттенках серого.
Зеленый канал отображается в оттенках серого.
Синий канал отображается в оттенках серого.
Обратите внимание на то, что серые деревья имеют одинаковую яркость во всех каналах, красное платье намного ярче в красном канале, чем в двух других, и как зеленая часть изображения отображается намного ярче в зеленом канале.
YUV [ править ]
Изображения YUV - это аффинное преобразование цветового пространства RGB, возникшее при вещании. Канал Y приблизительно коррелирует с воспринимаемой интенсивностью, в то время как каналы U и V предоставляют информацию о цвете.
CMYK [ править ]
Изображение CMYK имеет четыре канала: голубой, пурпурный, желтый и ключевой (черный). CMYK - это стандарт печати, в котором используется субтрактивная окраска .
32-битное изображение CMYK (отраслевой стандарт с 2005 г.) состоит из четырех 8-битных каналов: одного для голубого, одного для пурпурного, одного для желтого и одного для основного цвета (обычно черного). 64-битное хранилище для изображений CMYK (16 бит на канал) не является распространенным, поскольку CMYK обычно зависит от устройства, тогда как RGB является общим стандартом для хранения, независимого от устройства.
Образец цвета CMYK [ править ]
Пример 32-битного изображения CMYK
Голубой канал
Пурпурный канал
Желтый канал
Ключевой (черный) канал
HSV [ править ]
HSV , или значение насыщенности оттенка , хранит информацию о цвете в трех каналах, как и RGB, но один канал посвящен яркости (значению), а два других передают информацию о цвете. Канал значений аналогичен (но не совсем то же самое) черному каналу CMYK или его негативу .
ВПГ особенно полезно в потерями сжатия видео , где потеря информации цвета менее заметен для человеческого глаза .
Альфа-канал [ править ]
Альфа - канал информации , тем выше значение сохраняет прозрачность, тем более непрозрачным этого пикселя. Отсутствие прозрачности камера измеряет или сканера, хотя физические объекты , конечно , не может обладать прозрачности, но альфа - канал является чрезвычайно полезным для композитинга цифровых изображений вместе.
Технология Bluescreen включает в себя съемку актеров на фоне основного цвета, затем установку этого цвета на прозрачный и совмещение его с фоном.
В GIF и PNG форматы изображений используют альфа - каналы на World Wide Web для слияния изображений на веб - страницах , так что они , кажется, имеют произвольную форму , даже на неоднородном фоне.
Другие каналы [ править ]
В компьютерной 3D-графике несколько каналов используются для дополнительного контроля над рендерингом материала; например, контроль зеркальности и так далее.
Битовая глубина [ править ]
При оцифровке изображений цветовые каналы преобразуются в числа. Поскольку изображения содержат тысячи пикселей, каждый из которых имеет несколько каналов, каналы обычно кодируются как можно меньшим количеством битов. Типичные значения - 8 бит на канал или 16 бит на канал. Индексированный цвет эффективно избавляется от каналов в целом, чтобы, например, сделать 3 канала 8-битными ( GIF ) или 16-битными.
Оптимизированные размеры каналов [ править ]
Поскольку мозг не обязательно воспринимает различия в каждом канале в той же степени, что и в других каналах, возможно, что различное количество бит, выделенных каждому каналу, приведет к более оптимальному хранению; в частности, для изображений RGB максимальное сжатие синего канала и наименьшего красного канала может быть лучше, чем предоставление равного пространства каждому из них. [ необходима цитата ] Этот тип "предпочтительного" сжатия является результатом исследований, которые показывают, что сетчатка человека фактически использует красный канал для различения деталей, [ необходима цитата ] вместе с зеленым каналом в меньшей степени и использует синий канал для справочной или экологической информации.
Среди других методов, сжатие видео с потерями использует субдискретизацию цветности для уменьшения глубины цвета в цветовых каналах ( оттенок и насыщенность ), сохраняя при этом всю информацию о яркости (значение в HSV ).
16-битный HiColor сохраняет красный и синий в 5 битах, а зеленый - в 6 битах.
Ссылки [ править ]
- ^ "Растровые полосы" . ArcSDE SDK C и Java API 10.0 . ArcGIS . Проверено 28 июля 2020 .
