Különböző Különböző médiaelemek médiaelemek feldolgozásafeldolgozása

ÖsszeállítottaÖsszeállította: : Kosztyán Zsolt TiborKosztyán Zsolt Tibore-maile-mail: kzst@almos.vein.hu,: kzst@almos.vein.hu,

kzst@vision.vein.hu,kzst@vision.vein.hu,kzst@ond.vein.hu,kzst@ond.vein.hu,

honlaphonlap: http://vision.vein.hu/~kzst: http://vision.vein.hu/~kzst

Médiumok• Szöveg• Kép• Hang• Videó• Animáció

Szöveg bevitele1. Hagyományos módon –

begépeléssel2. Már korábban elkészült szöveg

beszerkesztése3. OCR (karakterfelismerő program

segítségével)

OCR karakterfelismerő algoritmusok

• Összehasonlítás• Körvonalelemzés

Szövegfelismerés lépései

1. Feldolgozandó kép elérése2. A kép előfeldolgozása3. Felbontás, zónázás4. Felismerés5. Ellenőrzés, tanítás6. Mentés

Szöveg elhelyezése a képernyőn

1. Legyen a szöveg megfelelően nagy méretű

2. Ne legyen túl sok betűtípus a képernyőn

3. Ne legyen túl sok szöveg egy képernyőn

Színmetrika - alapfogalmak

• Az elektromágneses sugárzás 1 nm és 1 mm közé eső részét hívjuk optikai sugárzásnak, ennek része a látható sugárzás.

• A színinger a látható színképtartományban sugárzott teljesítmény.

A szem szerkezete

A szem szerkezete

Színlátási rendellenességek

• a protanópia, vagy vörös gyengeség. Ezen személyek a vörös színeket sötét árnyalatúnak látják „vörös” színészleletük nincs. Valószínű oka, hogy az L fotopigmensük hiányzik (vagy nincsenek L csapjaik, vagy az M csapokra jellemző fotopigmens van ezen csapokban is.

• a deuteranópia, vagy zöld gyengeség. Deuteranopok a zöld színeket látják viszonylag sötéteknek, ez a leggyakoribb színtéveszési forma. Valószínű oka, hogy az M fotopigmensük hiányzik (vagy nincsenek M csapjaik, vagy az L csapokra jellemző fotopigmens van ezen csapokban is.

• tritanópia, vagy kék-vakság: tritanopok a kék színeket nem látják (igen ritkán fordul elő, valószínű oka az S-csappigmens hiánya).

Színlátási rendellenességek

Láthatósági függvény

0,000

0,200

0,400

0,600

0,800

1,000

1,200

350 400 450 500 550 600 650 700

hullámhossz, nm

szín

képi

érz

éken

ység

Színingermetrika – színinger egyeztetés

Színmetrika – Grasmann törvények

• Szimmetria törvény: Ha A stimulus megfelel B stimulussal, akkor B stimulus is megfelel A stimulussal.

• Transitivitás törvénye: Ha A megfelel B-vel és B megfelel C-vel, akkor A is megfelel C-vel.

• Proporcionalitás törvénye: Ha A megfelel B-vel, akkor aA megfelel aB-vel, ahol a tetszésszerinti pozitív tényező.

• Additivitás törvénye: Ha A, B, C, D négy színinger, akkor ha bármely két egyenlőség az alábbiak közül fennállA B, C D, (A +C) (B + D) akkor fennáll a következő egyenlőség is (A +D) (B + C)

Színképi érzékenység

-0.15

-0.10

-0.05

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

0.40

350 400 450 500 550 600 650 700 750 800

wavelength, nm

CMF R(lambda)

G(lambda)

B(lambda)

R k P( r

G k P( g

B k P( b

) ( )

) ( )

) ( )

380 nm

780 nm

380 nm

780 nm

380 nm

780 nm

R k P( r G k P( g B k P( b ) ( ) , ) ( ) , ) ( )d d d380 nm

780 nm

380 nm

780 nm

380 nm

780 nm

L = 1,0000R + 4,5907G + 0,0601B.

CIE XYZ színingertér• olyan színingerösszetevő függvényekhez vezet,

melyeknek csak pozitív értékei vannak,• melynél az egyik alapszíninger megegyezik a

V()-függvénnyel (az ezzel meghatározott színingerösszetevő fotometriai adatot szolgáltat),

• az equienergetikus színinger mindhárom színingerösszetevője azonos, és

• a lehető legszorosabban veszi közre a valós színinger vektorok által meghatározott színtérrészt

BGR

,,,,,,,,,

ZYX

594275056510000000060100590704000001130161751751768882

CIE XYZ színingertér

CIE (x,y,Y) diagram

ZYXZz

ZYXYy

ZYXXx

ZYX

1

MacAdam ellipszisek

CIE LUV

31224'

yxxu

31229'

yxyv

6'8'3'2

vuvy

'4'9yvux

CIE LUV

CIE LUV• huv = arctg[(v' - v'n) / (u' - u'n)] =

arctg (v* / u*) (színezeti szög)• suv = 13[(u' - u'n)2 + (v' - v'n)2]1/2

(telítettség)

CIA LAB

További szín-koordinátarendszerek

• YUV szín-koordinátarendszer (PAL-SECAM)– Y = 0,3 R +0,59G + 0,11 B

(luminancia)– U = (B-Y) x 0,493 (krominancia)– V = (R-Y) x 0,877 (krominancia)

További szín-koordinátarendszerek

• YIQ szín-koordinátarendszer (NTSC)– Y = 0,30 R + 0,59 G + 0,11 B– I = 0,60 R – 0,28 G – 0,32 B– Q = 0,21 R – 0,52 G + 0,31 B

• HSB szín-koordinátarendszer– Brightness = Y– Hue = arctg((R-Y)/(B-Y))– Saturation = 1 – min {R, G,

B}/Y

Számítógépes grafika• Vektorgrafika

– A program egy láthatatlan hálóra rajzolja ki a készülő grafikát

– A grafikát utasítások halmazaként tárolja. (pl. pont, vonal, kör stb. helyét esetleg irányítását)

– Megjelenítéskor ezek az utasítások hajtódnak végre– Előny: Kis méret (általában)– Hátrány: Bonyolult (foto-realisztikus) ábrákat nem,

vagy nagyon nehezen lehet leírni vektorgrafikus állományként

Alkalmazás: pl. CAD/CAM

Számítógépes grafika• Bittérképes grafika

– Kép függőleges és vízszintes irányban pontokra (pixel) van felosztva

– Megjelenítéskor a képernyő pontjaiban megjelennek az adott pontról tárolt színinformációk

– Előnye: Foto-realisztikus képek egyszerű megjelenítése

– Hátránya: Nagyobb méret. Nem vagy nehezen lehet műveleteket végezni a képeken lévő alakzatokkalMegjegyzés: Vektorgrafikus=>Bittérképes konverzió egyszerű, Bittérképes=>Vektorgrafikus konverzió nagyon bonyolult

Képek jellemzői – színmélység

Színinfromáció-mennyiség

képpontonként

Megjeneíthető színek száma

4 bit 168 bit 256

16 bit 65 53624, 32 bit (True Color),

48 bit 16 777 216

Képek jellemzői - színmélység

Képek jellemzői - méret• A képállomány mértét meghatározza:

– Vízszintes felbontás– Függőleges felbontás– Színmélység

• Leggyakoribb monitorfelbontások (általában 4:3)– 320 x 200, 320 x 240– 640 x 480– 800 x 600– 1024 x 768– 1240 x 1024– 1600 x 1240 Pl. 800 x 600 x 24 bit = 1 440 000 Byte

Képek digitalizálása• Lapolvasók fajtái:

– Kézi szkenner– Asztali (lap) szkenner

• A kép digitalizálás folyamata:– Analóg kép (pl. fénykép)– Kvantálás (dpi=dot per inch)– Digitális képPl. 3 inch (7,62 cm) x 300 dpi x 2 inch

(5,08) x 300 dpi x 24 bit = 540 000 képpont x 3 Byte = 1 620 000 Byte

Képek digitalizálása - szempontok• Felbontás:

– Kép esetén általában 100-300 dpi elég. Ha túl magas dpi-n mintavételezünk, akkor egyrészt túl nagy lesz a kép másrészt a képen túl sok zaj jelenhet meg.

– Szövegfelismerés esetén kb. 400 dpi• Színmélység:

– Lehető legmagasabb színmélységben mintavételezzünk, és ha szükséges a színek számát csak később a digitalizálás után redukáljuk.

Képek jellemzése - hisztogram• Hisztogram: Adott színből (gradációs

fokozatból) mennyit tartalmaz

Képfeldolgozás – különböző digitalizálási hibák kijavítása

• Leggyakrabban előforduló hibák– Nem megfelelő (relatív) világosság– Nem megfelelő kontraszt– Nem megfelelő élesség– Különböző zajok megjelenése a képen– Kicsinyítésből és nagyításból eredő

hibák

(Relatív) világosság, kontraszt változtatása

Gamma karakterisztika, hisztogram kiegyenlítése

Elmosás, élkiemelés, éldetektálás – Diszkrét

konvolúció segítségével

k

kn

l

lm

lmknkmjnifw

jif )1,1(),(1),(

111111111

,91

010151

010

010141

010

Különböző zajok szűrése a képen

Mean Square Error (MSE)

1

0

1

0

2,, )~(1 M

j

N

ijijiMSE xx

NME

Jel-zaj arány (signal to noise ratio - SNR)

MSEESNR

2

10log10

Szórásnégyzet(variance):

M

m

N

nnm xx

NM 1 1

2,

2 )(1

Átlag (mean):

M

m

N

nnmxNM

x1 1

,1

Nagyításból és kicsinyítésből eredő hibák kiküszöbölése

• Kicsinyítésből eredő hibák– Elvesznek élek– Információ

vesztés• Nagyításból eredő

hibák– „pixelesség”

Színes képek manipulálása

• A képfeldolgozó program esetében szükséges egy belső színtér, mely legyen:– Egyenlő közű– Legyen értelmezve rajta a:

• Világosság• Színezet, vagy színezeti szög• Telítettség, vagy a króma

Irodalom1. CSÁNKY LAJOS: Multimédia PC-s

környezetben, LSI Oktatóközpont, Budapest, 1996.

2. RALF STEINMETZ: Multimédia Springer Hungarica Kiadó Kft., Budapest

Irodalom - Internet1. http://www.adobe.com2. http://www.matrox.com/mga3. http://www.sysopt.com/reviews/matrox-g4504. http://www.fontolo.hu/magazin/digivideo/

digivideo.html5. http://www.mpeg.org/MPEG/audio.html6. http://www.fraunhoffer.iis7. http://www.intermedia.c3.hu/oktanyag/

video/videotechgyak8. http://www.movie-collage.de

Köszönöm a Köszönöm a figyelmet!figyelmet!