Một vài khái niệm cơ bản về ảnh số (digital image)

(cập nhật ngày 19/06/2013)

Ảnh số (Digital image)

Là tập hợp hữu hạn các điểm ảnh.

Ảnh có thể được biểu diễn dưới dạng một ma trận 2 chiều, mỗi phần tử của ma trận tương ứng với một điểm ảnh. Mỗi phần tử này được gọi là một pixel (picture element).

Ảnh có thể được định nghĩa là một hàm 2 chiều f(x, y), trong đó x và y là các tọa độ trong không gian (spatial) hoặc mặt phẳng (plane), và độ lớn (amplitude) của hàm f được gọi là độ sáng (intensity) hay độ xám (gray level) của ảnh tại điểm đó.

Các dạng ảnh

– Ảnh màu
– Ảnh xám

Ảnh màu (color image)

là ảnh mà tại mỗi điểm là một cấu trúc gồm nhiều kênh màu khác nhau (thường là 3 kênh màu).

Một số không gian màu

RGB (red green blue)

thường được sử dụng trong việc hiển thị trên máy tính.

Nếu mỗi kênh màu được mã hóa bằng 1 byte (8 bit), và giá trị nằm trong đoạn [0, 255], thì ta có ảnh 24 bit màu, và mã hóa được tất cả 255 x 255 x 255 = 16.581.375 màu, hay thường gọi là 16 triệu màu.

Kích thước của một bộ phim full HD dài 1 tiếng rưỡi được tính như sau:
– Độ phân giải màn hình full HD là 190 x 1080 = 2.073.600 pixel, tức hơn 2 triệu điểm ảnh, hay còn gọi là 2 megapixel.
– Tốc độ ghi hình của camera thường là 30 FPS (frames/s – khung hình/giây)
– Kích thước bộ phim được tính như sau:
1.5 giờ x 3600 giây x 30 frame x 2 triệu điểm ảnh x 3 byte = 1.007.769.600.000 byte ≈ 938 GB

RGBA (red green blue alpha)

alpha là kênh màu trong suốt.

CMYK (cyan magenta yellow black)

thường dùng trên máy in.

HSV (hue saturation value)

Không gian màu này còn có tên khác là HSI (intensity), HSL (lightness).

Mô hình này do AR Smith tạo ra vào năm 1978. Nó dựa trên các đặc tính màu trực quan như sắc (tint), bóng (shade) và và tông màu (tone); nói cách khác là họ màu, độ thuần khiết, và độ sáng.

Hệ tọa độ cho không gian màu này là hình trụ:
Giá trị màu thuần khiết (Hue) chạy từ 0 đến 360°.
Độ bão hòa màu (Saturation) là mức độ của thuần khiết của màu, có thể hiểu là có bao nhiêu màu trắng được thêm vào màu thuần khiết này. Giá trị của S nằm trong đoạn [0, 1], trong đó S = 1 là màu tinh khiết nhất, hoàn toàn không pha trắng. Nói cách khác, S càng lớn thì màu càng tinh khiết, nguyên chất.
Độ sáng của màu (Value), có khi được gọi là Intensity, Lightness, cũng có giá trị dao động trong đoạn [0, 1], trong đó V = 0 là hoàn toàn tối (đen), V = 1 là hoàn toàn sáng. Nói cách khác, V càng lớn thì màu càng sáng.

HSV color space

Ảnh xám (grayscale)

hay còn gọi là ảnh đơn sắc (monochromatic), là ảnh mà tại mỗi điểm ảnh có một giá trị mức xám.

Ảnh 8 mức xám sẽ có giá trị mỗi điểm ảnh nằm trong đoạn [0, 7].
Ảnh 256 mức xám sẽ có giá trị mỗi điểm ảnh nằm trong đoạn [0, 255].

Giá trị điểm ảnh = 0 nghĩa là điểm ảnh đó tối (đen), giá trị điểm ảnh lớn nhất nghĩa là điểm ảnh đó trắng. Nói cách khác, giá trị mỗi điểm ảnh càng lớn thì điểm ảnh đó càng sáng.

Cường độ sáng được tính theo công thức (chuyển đổi từ RGB sang grayscale):
Độ sáng = 0.2989R + 0.5870G + 01.1140B
các hệ số có thể được làm tròn thành 0.3, 0.59 và 0.11.

FacebookMessenger

Leave a Reply