Concetto di campionamento

Conversione del segnale analogico in segnale digitale:

L'uscita della maggior parte dei sensori di immagine è un segnale analogico e non possiamo applicare l'elaborazione digitale su di esso perché non possiamo memorizzarlo. Non possiamo memorizzarlo perché richiede una memoria infinita per memorizzare un segnale che può avere valori infiniti.

Quindi dobbiamo convertire un segnale analogico in un segnale digitale.

Per creare un'immagine che sia digitale, abbiamo bisogno di nascondere i dati continui in forma digitale. Ci sono due passaggi in cui viene eseguito.

  • Sampling
  • Quantization

Discuteremo ora il campionamento e la quantizzazione verrà discussa più avanti, ma per ora discuteremo solo un po 'sulla differenza tra questi due e la necessità di questi due passaggi.

Idea base:

L'idea di base alla base della conversione di un segnale analogico nel suo segnale digitale è

per convertire entrambi i suoi assi (x, y) in un formato digitale.

Poiché un'immagine è continua non solo nelle sue coordinate (asse x), ma anche nella sua ampiezza (asse y), la parte che si occupa della digitalizzazione delle coordinate è nota come campionamento. E la parte che si occupa della digitalizzazione dell'ampiezza è nota come quantizzazione.

Campionamento.

Il campionamento è già stato introdotto nel nostro tutorial di introduzione ai segnali e al sistema. Ma discuteremo di più qui.

Ecco cosa abbiamo discusso del campionamento.

Il termine campionamento si riferisce al prelievo di campioni

Digitalizziamo l'asse x nel campionamento

È fatto su variabile indipendente

Nel caso dell'equazione y = sin (x), viene eseguita sulla variabile x

È ulteriormente suddiviso in due parti, up sampling e down sampling

Se guardi la figura sopra, vedrai che ci sono alcune variazioni casuali nel segnale. Queste variazioni sono dovute al rumore. Nel campionamento riduciamo questo rumore prelevando campioni. È ovvio che più campioni prendiamo, la qualità dell'immagine sarebbe migliore, il rumore sarebbe più rimosso e lo stesso accade viceversa.

Tuttavia, se si esegue il campionamento sull'asse x, il segnale non viene convertito in formato digitale, a meno che non si prenda il campionamento anche sull'asse y, che è noto come quantizzazione. Più campioni alla fine significa che stai raccogliendo più dati e, in caso di immagine, significa più pixel.

Relazione spedita con pixel

Poiché un pixel è un elemento più piccolo in un'immagine. Il numero totale di pixel in un'immagine può essere calcolato come

Pixel = numero totale di righe * numero totale di colonne.

Diciamo che abbiamo un totale di 25 pixel, il che significa che abbiamo un'immagine quadrata di 5 x 5. Quindi, come abbiamo detto sopra nel campionamento, che più campioni alla fine si traducono in più pixel. Quindi significa che del nostro segnale continuo, abbiamo preso 25 campioni sull'asse x. Ciò si riferisce a 25 pixel di questa immagine.

Ciò porta a un'altra conclusione che, poiché il pixel è anche la più piccola divisione di un array CCD. Quindi significa che ha anche una relazione con l'array CCD, che può essere spiegato in questo modo.

Relazione con l'array CCD

Il numero di sensori su un array CCD è direttamente uguale al numero di pixel. E poiché abbiamo concluso che il numero di pixel è direttamente uguale al numero di campioni, ciò significa che il numero di campioni è direttamente uguale al numero di sensori sull'array CCD.

Oversampling.

All'inizio abbiamo definito che il campionamento è ulteriormente classificato in due tipi. Che è up sampling e down sampling. Il campionamento alto è anche chiamato sovracampionamento.

Il sovracampionamento ha un'applicazione molto profonda nell'elaborazione delle immagini nota come zoom.

Zoom

Introdurremo formalmente lo zoom nel prossimo tutorial, ma per ora spiegheremo solo brevemente lo zoom.

Lo zoom si riferisce all'aumento della quantità di pixel, in modo che quando ingrandisci un'immagine, vedrai più dettagli.

L'aumento della quantità di pixel avviene tramite il sovracampionamento. L'unico modo per ingrandire è, o per aumentare i campioni, è zoomare otticamente, attraverso il movimento del motore dell'obiettivo e quindi acquisire l'immagine. Ma dobbiamo farlo, una volta che l'immagine è stata catturata.

C'è una differenza tra lo zoom e il campionamento

Il concetto è lo stesso, ovvero aumentare i campioni. Ma la differenza fondamentale è che mentre il campionamento viene eseguito sui segnali, lo zoom viene eseguito sull'immagine digitale.