1. Обработка изображений.

Обработка изображений — любая форма обработки информации, для которой входные данные представлены изображением, например, фотографиями или видеокадрами. Обработка изображений может осуществляться как для получения изображения на выходе, так и для получения другой информации. Кроме статичных двухмерных изображений, обрабатывать требуется также изображения, изменяющиеся со временем, например видео.

История

Ещё в середине XX века обработка изображений была по большей части аналоговой и выполнялась оптическими устройствами. Подобные оптические методы до сих пор важны, в таких областях как, например, голография. Тем не менее, с резким ростом производительности компьютеров, эти методы всё в большей мере вытеснялись методами цифровой обработки изображений. Методы цифровой обработки изображений обычно являются более точными, надёжными, гибкими и простыми в реализации, нежели аналоговые методы. В цифровой обработке изображений широко применяется специализированное оборудование, такое как процессоры с конвейерной обработкой инструкций и многопроцессорные системы. В особенной мере это касается систем обработки видео.

Основные методы обработки сигналов

Большинство методов обработки одномерных сигналов (например, медианный фильтр) применимы и к двухмерным сигналам, которыми являются изображения. Некоторые из этих одномерных методов значительно усложняются с переходом к двухмерному сигналу. Обработка изображений вносит сюда несколько новых понятий, таких как связность и ротационная инвариантность, которые имеют смысл только для двухмерных сигналов. В обработке сигналов широко используются преобразование Фурье, а также вейвлет-преобразование и фильтр Габора. Обработку изображений разделяют на обработку в пространственной области (преобразование яркости, гамма коррекция и т. д.) и частотной (преобразование Фурье, и т. д.). Преобразование Фурье дискретной функции (изображения) пространственных координат является периодическим по пространственным частотам с периодом 2pi.

2. Редактирование изображений

Редактирование изображений — изменение оригинала изображения классическими или цифровыми методами. Также может обозначаться термином ретушь. Целью редактирования является коррекция дефектов, подготовка к публикации, решение творческих задач. Кроме статичных двухмерных изображений, обрабатывать требуется также последовательности изображений.

Цвет и изображение. Свет, излучаемый или отражаемый объектами и проецируемый на участок сетчатки нашего глаза имеет сложное спектральное распределение. Сетчатка глаза состоит из рецепторов трёх видов, чувствительных к разным областям видимого света. Поэтому набора из трёх чисел достаточно, чтобы описать цвет. Плоское изображение — это функции зависимости цвета от координат, причём координаты принимают дискретные значения. Известны два основных подхода к формированию и хранению изображений: растровая графика и векторная графика, также существуют их комбинации.

Источники изображений - Изображение с цифрового фотоаппарата, Негативныефотоплёнкиислайды,Фотобанки— большие хранилища цифровых и аналоговых изображений, Серверы файлообмена и поисковые системы.

Структурное редактирование изображений - кадрирование, создание панорам, устранение ненужных деталей изображения, фотомонтаж, дорисовка, включение в изображение технических чертежей, применение спецэффектов, фильтров, теней, фонов.

Подготовка фотографий к публикации в печати, на телевидении, в интернете. У каждого устройства вывода (монитор, принтер, офсетная печатная машина и т. п.) есть свои возможности по цветовому охвату (не любой цвет можно воспроизвести). Например, на бумаге соотношение по светлоте между белым и чёрным достигает 40, в то время как у слайда оно более 200. Основной задачей является передать замысел автора с наименьшими потерями.

Изменение размера изображения, кадрирование. Размер изображения может быть изменён до необходимого с помощью математических алгоритмов, которые высчитывают цвет пикселей исходя из цвета пикселей оригинала. Следует учитывать, что при увеличении изображений теряется резкость, при уменьшении — детализация.

Коллажирование. Создание из частей нескольких изображений нового изображения. Имеет почти такую же историю развития, как и фотография. В настоящее время часто применяется не только профессиональными, но и простыми людьми.

Обтравка. Обтравкой называется процесс выделения какого-то объекта на изображении с целью его отделения от фона.

Подавление шума. В программах редактирования изображения присутствуют различные алгоритмы для удаления или уменьшения шума. Это в первую очередь цифровой шум матрицы цифровой фотокамеры. В подобной коррекции также могут нуждаться зерно плёнки, артефакты сжатия, пыль и царапины на оригинале.

Ретушь. В узком смысле ретушь — устранение ненужных деталей изображения, шумов, изменение композиции. Часто к ретуши приходится прибегать для того, чтобы убрать дефекты кожи, пыль на одежде модели.

Ориентация изображения. Программы редактирования могут поворачивать изображения под любым углом или отражать зеркально.

Фильтры и спецэффекты. Фильтры и спецэффекты используются для придания изображению необычного вида. С помощью фильтров картинка может быть искажена необычным образом, стилизована, может быть добавлена видимость объемного рельефа, изменены цвета.

3. Компьютерная графика

Компьютерная графика — область деятельности, в которой компьютеры используются в качестве инструмента как для синтеза изображений, так и для обработки визуальной информации, полученной из реального мира.

История

Первые вычислительные машины не имели отдельных средств для работы с графикой, однако уже использовались для получения и обработки изображений. Программируя память первых электронных машин, построенную на основе матрицы ламп, можно было получать узоры.

Существенный прогресс компьютерная графика испытала с появлением возможности запоминать изображения и выводить их на компьютерном дисплее, электронно-лучевой трубке.