Görüntüler ve görüntü işleme
Uyarı
Daha fazla ayrıntı için Metin ve resimler sekmesine bakın!
Bir bilgisayarda görüntü, sayısal piksel değerleri dizisidir. Örneğin, aşağıdaki diziyi göz önünde bulundurun:
0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0
0 0 255 255 255 0 0
0 0 255 255 255 0 0
0 0 255 255 255 0 0
0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0
Dizi yedi satırdan ve yedi sütundan oluşur ve 7x7 piksel görüntünün piksel değerlerini temsil eder (görüntünün çözünürlüğü olarak bilinir). Her pikselin 0 (siyah) ile 255 (beyaz) arasında bir değeri vardır; gri tonlarını temsil eden bu sınırlar arasındaki değerlerle. Bu dizi tarafından temsil edilen görüntü aşağıdaki (büyütülmüş) görüntüye benzer:
Bu görüntünün piksel değerleri dizisi iki boyutludur (satır ve sütunları veya x ve y koordinatlarını temsil eder) ve piksel değerlerinin tek bir dikdörtgenini tanımlar. Bunun gibi tek bir piksel değeri katmanı gri tonlamalı görüntüyü temsil eder. Gerçekte, dijital görüntülerin çoğu çok boyutludur ve kırmızı, yeşil ve mavi (RGB) renk tonlarını temsil eden üç katmandan (kanal olarak bilinir) oluşur. Örneğin, önceki gri tonlamalı örnekle aynı kare şekli oluşturan üç piksel değeri kanalı tanımlayarak renkli bir görüntüyü temsil edebiliriz:
Red:
150 150 150 150 150 150 150
150 150 150 150 150 150 150
150 150 255 255 255 150 150
150 150 255 255 255 150 150
150 150 255 255 255 150 150
150 150 150 150 150 150 150
150 150 150 150 150 150 150
Green:
0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0
0 0 255 255 255 0 0
0 0 255 255 255 0 0
0 0 255 255 255 0 0
0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0
Blue:
255 255 255 255 255 255 255
255 255 255 255 255 255 255
255 255 0 0 0 255 255
255 255 0 0 0 255 255
255 255 0 0 0 255 255
255 255 255 255 255 255 255
255 255 255 255 255 255 255
Sonuçta elde edilen görüntü aşağıdadır:
Mor kareler şu bileşimle gösterilir:
Red: 150
Green: 0
Blue: 255
Ortadaki sarı kareler şu bileşimle gösterilir:
Red: 255
Green: 255
Blue: 0
Filtreler
Görüntü işleme görevlerini gerçekleştirmenin yaygın yollarından biri, görsel efekt oluşturmak için görüntünün piksel değerlerini değiştiren filtreleri uygulamaktır. Filtre, filtreçekirdekleri olarak adlandırılan bir veya daha fazla piksel değeri dizisi tarafından tanımlanır. Örneğin, bu örnekte gösterildiği gibi 3x3 çekirdeğiyle filtre tanımlayabilirsiniz:
-1 -1 -1
-1 8 -1
-1 -1 -1
Çekirdek daha sonra görüntüde , her 3x3 piksel yaması için ağırlıklı bir toplam hesaplar ve sonucu yeni bir görüntüye atar. Adım adım bir örneği inceleyerek filtrelemenin nasıl çalıştığını anlamak daha kolaydır.
Daha önce incelediğimiz gri tonlamalı görüntüyle başlayalım:
0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0
0 0 255 255 255 0 0
0 0 255 255 255 0 0
0 0 255 255 255 0 0
0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0
İlk olarak, filtre çekirdeğini görüntünün sol üst yamasına uygulayarak her piksel değerini çekirdekteki ilgili ağırlık değeriyle çarpacağız ve sonuçları ekleyeceğiz:
(0 x -1) + (0 x -1) + (0 x -1) +
(0 x -1) + (0 x 8) + (0 x -1) +
(0 x -1) + (0 x -1) + (255 x -1) = -255
Sonuç (-255), yeni bir dizideki ilk değer olur. Ardından filtre çekirdeğini bir piksel sağa taşır ve işlemi yineleriz:
(0 x -1) + (0 x -1) + (0 x -1) +
(0 x -1) + (0 x 8) + (0 x -1) +
(0 x -1) + (255 x -1) + (255 x -1) = -510
Sonuç, şimdi iki değer içeren yeni diziye eklenir:
-255 -510
Bu animasyonda gösterildiği gibi, filtre görüntünün tamamında birleşinceye kadar işlem yinelenir:
Filtre, yeni bir değer dizisi hesaplanarak görüntüde birleştirilmiştir. Bazı değerler 0 ile 255 piksel arasında değer aralığının dışında olabilir, bu nedenle değerler bu aralığa sığacak şekilde ayarlanır. Filtrenin şekli nedeniyle piksellerin dış kenarı hesaplanmadığından doldurma değeri (genellikle 0) uygulanır. Sonuçta elde edilen dizi, filtrenin özgün görüntüyü dönüştürdüğü yeni bir görüntüyü temsil eder. Bu durumda filtre, görüntüdeki şekillerin kenarlarını vurgulama etkisine sahiptir.
Filtrenin etkisini daha net görmek için, gerçek bir görüntüye uygulanan filtrenin bir örneği aşağıda verilmiştir:
| Özgün Görüntü | Filtrelenmiş Görüntü |
|---|---|
|
|
Filtre görüntü arasında karmaşık olduğundan, bu tür görüntü işleme işlemleri genellikle kıvrımlı filtreleme olarak adlandırılır. Bu örnekte kullanılan filtre, görüntüdeki nesnelerdeki kenarları vurgulayan belirli bir filtre türüdür ( Laplace filtresi olarak adlandırılır). Bulanıklaştırma, keskinleştirme, renk ters çevirme ve diğer efektler oluşturmak için kullanabileceğiniz başka birçok filtre türü vardır.