Concepto de muestreo
Conversión de señal analógica a señal digital:
La salida de la mayoría de los sensores de imagen es una señal analógica, y no podemos aplicarle procesamiento digital porque no podemos almacenarla. No podemos almacenarlo porque requiere una memoria infinita para almacenar una señal que puede tener valores infinitos.
Entonces tenemos que convertir una señal analógica en una señal digital.
Para crear una imagen que sea digital, necesitamos convertir datos continuos en forma digital. Hay dos pasos en los que se realiza.
- Sampling
- Quantization
Discutiremos el muestreo ahora, y la cuantificación se discutirá más adelante, pero por ahora discutiremos solo un poco sobre la diferencia entre estos dos y la necesidad de estos dos pasos.
Idea básica:
La idea básica detrás de la conversión de una señal analógica a su señal digital es
para convertir ambos ejes (x, y) a formato digital.
Dado que una imagen es continua no solo en sus coordenadas (eje x), sino también en su amplitud (eje y), la parte que se ocupa de la digitalización de coordenadas se conoce como muestreo. Y la parte que se ocupa de digitalizar la amplitud se conoce como cuantificación.
Muestreo.
El muestreo ya se ha introducido en nuestro tutorial de introducción a las señales y el sistema. Pero vamos a discutir más aquí.
Aquí lo que hemos comentado del muestreo.
El término muestreo se refiere a tomar muestras.
Digitalizamos el eje x en el muestreo
Se realiza sobre variable independiente
En el caso de la ecuación y = sin (x), se realiza en la variable x
Además, se divide en dos partes, muestreo ascendente y muestreo descendente.
Si observa la figura anterior, verá que hay algunas variaciones aleatorias en la señal. Estas variaciones se deben al ruido. En el muestreo, reducimos este ruido tomando muestras. Es obvio que más muestras tomamos, la calidad de la imagen sería mejor, el ruido se eliminaría más y lo mismo pasa al revés.
Sin embargo, si toma un muestreo en el eje x, la señal no se convierte a formato digital, a menos que también tome un muestreo del eje y, lo que se conoce como cuantificación. Cuantas más muestras, finalmente, está recopilando más datos y, en el caso de la imagen, significa más píxeles.
Nave de relación con píxeles
Dado que un píxel es el elemento más pequeño de una imagen. El número total de píxeles de una imagen se puede calcular como
Píxeles = número total de filas * número total de columnas.
Digamos que tenemos un total de 25 píxeles, eso significa que tenemos una imagen cuadrada de 5 X 5. Luego, como hemos discutido anteriormente en el muestreo, más muestras eventualmente resultan en más píxeles. Entonces significa que de nuestra señal continua, hemos tomado 25 muestras en el eje x. Eso se refiere a 25 píxeles de esta imagen.
Esto lleva a otra conclusión, ya que el píxel es también la división más pequeña de una matriz CCD. Entonces significa que también tiene una relación con la matriz CCD, que se puede explicar así.
Relación con la matriz CCD
El número de sensores en una matriz CCD es directamente igual al número de píxeles. Y como hemos llegado a la conclusión de que el número de píxeles es directamente igual al número de muestras, eso significa que el número de muestras es directamente igual al número de sensores en la matriz CCD.
Sobremuestreo.
Al principio, hemos definido que el muestreo se clasifica en dos tipos. Que es muestreo ascendente y muestreo descendente. El muestreo ascendente también se denomina sobre muestreo.
El sobremuestreo tiene una aplicación muy profunda en el procesamiento de imágenes que se conoce como Zoom.
Zoom
Presentaremos formalmente el zoom en el próximo tutorial, pero por ahora, solo explicaremos brevemente el zoom.
Hacer zoom se refiere a aumentar la cantidad de píxeles, de modo que al hacer zoom en una imagen, verá más detalles.
El aumento de la cantidad de píxeles se realiza mediante sobremuestreo. La única forma de hacer zoom es, o aumentar las muestras, hacer zoom ópticamente, a través del movimiento del motor de la lente y luego capturar la imagen. Pero tenemos que hacerlo, una vez capturada la imagen.
Hay una diferencia entre hacer zoom y muestrear
El concepto es el mismo, es decir, aumentar las muestras. Pero la diferencia clave es que mientras el muestreo se realiza en las señales, el zoom se realiza en la imagen digital.