Digitální signál a proces digitalizace obrazu

Flashcards pokrývající základy digitálního signálu, proces digitalizace (vzorkování, kvantování), problémy jako šum a aliasing, a principy skládání barev RGB/CMYK.

Signál

Veličina (například elektrické napětí nebo intenzita světla), která se mění nejčastěji v čase nebo v prostoru.

Analogový signál

Signál, který je spojitou funkcí času a mění se plynule.

Digitální (diskrétní) signál

Signál rozdělený na nespojité vzorky, kterým jsou přiřazeny číselné hodnoty, obvykle v binárním systému ($1, 0$).

Fotoelektrický jev

Fyzikální proces využívaný při snímání obrazu, kdy se působením světla na polovodič uvolňují elektrony a vzniká elektrické napětí.

ISO

Parametr v digitální fotografii označující citlivost světlocitlivých buněk na světlo, realizovaný prostřednictvím zesílení signálu.

Vzorkování

Proces rozdělení analogového signálu na jednotlivé vzorky (body), definovaný vzorkovací frekvencí.

Vzorkovací frekvence

Základní parametr vzorkování udávající počet vzorků ($pixelů$) odebraných z určitého rozměru, označovaný také jako vstupní rozlišení.

Kvantování

Proces přiřazování diskrétních číselných hodnot intenzitě signálu, respektive úrovním jasu vzorků ($pixelů$).

Kvantizační chyba

Nežádoucí vliv zaokrouhlení hodnot při digitalizaci, který se projevuje jako „skoky“ či „schody“ v tónových přechodech.

Barevná hloubka

Počet bitů přiřazených jednomu vzorku, který určuje počet dostupných kvantizačních úrovní.

RAW

Surový formát obrazových dat získaných po digitalizaci, který lze v počítači uživatelsky upravit s vyšší kvalitou než rastrové formáty.

Bayerova maska

Soustava filtrů nad světlocitlivým snímačem obsahující pravidelně se střídající barevné složky v pořadí $R (červená) - G (zelená) - R - G$ a $B (modrá) - G - B - G$.

Šum

Nežádoucí součást signálu projevující se jako různobarevné zrnění, jehož intenzita roste se zvyšováním citlivosti ISO.

Aliasing

Problém vznikající v důsledku nízké vzorkovací frekvence, projevující se viditelností pixelů a zubatostí šikmých čar.

Moaré

Interferenční vzor vznikající při digitalizaci pravidelných vzorů a textur v důsledku vzájemného ovlivnění pravidelnosti signálu a vzorkování.

Aditivní skládání barev

Princip skládání světel (barev $RGB$), kde výchozím stavem je černá (žádné světlo) a barvy vznikají přidáváním světelných složek.

Subtraktivní skládání barev

Princip skládání barevný vrstev ($CMYK$) využívaný v tisku, kde se barvy odebírají (odčítají) od bílého podkladu.

Gamut

Rozsah barev, které je konkrétní barevný prostor schopen vyjádřit.

ICC profil

Soubor dat charakterizující barevný prostor konkrétního zařízení, který umožňuje přesné podání barev.

sRGB

Univerzální barevný prostor blízký většině monitorů, často automaticky nastavený v digitálních fotoaparátech.

ProPhoto

Barevný prostor vyvinutý společností Kodak s velmi velkým gamutem (zejména v $R$ a $G$ tónech), určený pro digitální fotografii.

TrueColor

Barevná hloubka $24$ bitů ($8$ bitů na kanál), umožňující zobrazit přibližně $16,78$ milionu odstínů.

HDR (High Dynamic Range)

Obrazy s vysokým dynamickým rozsahem využívající barevnou hloubku $32 \text{ bpc}$ nebo více za účelem zvětšení rozsahu tónů.