Bilgisayar görüntüleme, dijital görüntülerin üretimi, işlenmesi, indekslenmesi ve sıkıştırılmasıyla ilgili çeşitli teknikleri bir araya getiren bir bilgisayar bilimi alanıdır . mekansal, zamansal vb. ) ve farklı kodlama seviyelerine ( renkler, gri tonlama vb. ) sahip olabilen bir görüntünün ikili gösterimidir.
3 boyutlu modelleme, görüntü işleme , video işleme , video düzenleme , sıkıştırma , bilgisayarlı görme , içerik tabanlı görüntü alma ve video oyunları gibi çeşitli alanlarda sayısız uygulamaya sahiptir .
bilgisayarlı görüntülemenin temel prensiplerini, dijital görüntü türlerini, görüntü işleme ve analiz yöntemlerini ve bu teknolojinin başlıca uygulama alanlarını tanıtacağız .
Dijital görüntü türleri nelerdir?
Bilgisayarlı görüntüleme üç ana adıma dayanır: dijital görüntülerin elde edilmesi , dönüştürülmesi ve .
Dijital görüntülerin elde edilmesi
Dijital görüntü yakalama, analog bir görüntüyü (örneğin, bir fotoğraf veya gerçek hayattan bir sahne) dijital bir görüntüye dönüştürmeyi içerir. Bu, ışığı yakalayabilen ve onu elektrik sinyallerine, ardından da ikili verilere dönüştürebilen cihazlar gerektirir. Bu cihazlara sensör veya analogdan dijitale dönüştürücü denir. Elde edilecek görüntü türüne ( durağan veya hareketli görüntü, renkli veya siyah beyaz görüntü vb.) ve uygulamaya (fotoğrafçılık, video, tarama, termal görüntüleme vb.) bağlı olarak farklı sensör türleri mevcuttur.
Dijital görüntülerin dönüşümü
Dijital görüntü dönüştürme, görüntünün kalitesini iyileştirmek, ilgili bilgileri çıkarmak veya yeni bilgiler oluşturmak amacıyla görüntüyü temsil eden ikili verilerin değiştirilmesini içerir fotoğraf rötuşlama, video düzenleme, görüntü sentezi vb.) bağlı olarak farklı türde görüntüleme yazılımları mevcuttur.
Dijital görüntülerin görselleştirilmesi
Dijital görüntü görselleştirme, dijital görüntünün bilgisayar ekranı, yazıcı veya projektör gibi uygun bir ortamda görüntülenmesini içerir Kullanılan ortam türüne (LCD ekran, OLED ekran, mürekkep püskürtmeli yazıcı, lazer yazıcı vb.) ve istenen görüntüleme moduna (2D veya 3D görüntü, stereoskopik veya holografik görüntü vb.) bağlı olarak farklı DAC türleri
Dijital görüntü türleri nelerdir?
Piksel kodlamasına ve düzenlenmesine bağlı olarak farklı dijital görüntü türleri vardır. İki ana kategori ayırt edilebilir: raster görüntüler ve vektör görüntüler.
Matris görüntüleri
Raster görüntüler , her biri rengini veya gri tonlama seviyesini temsil eden bir değere sahip piksellerden oluşan bir ızgaradan oluşan görüntülerdir. Raster görüntüler, ince ayrıntılar ve hassas renk nüanslarıyla gerçekçi görüntüler oluşturmak için oldukça uygundur. Ayrıca, piksel piksel dönüşümler uygulayabilen görüntü düzenleme yazılımlarıyla kolayca işlenebilirler . Bununla birlikte, raster görüntülerin dezavantajları da vardır: çok fazla depolama alanı gerektirirler, gürültüye ve sıkıştırma bozulmalarına karşı hassastırlar ve büyütüldüklerinde veya küçültüldüklerinde kalite kaybederler.
, PNG, GIF, BMP, TIFF gibi raster görüntüleri saklamak için çeşitli dosya formatları mevcuttur. Bu formatlar, sıkıştırılmış veya sıkıştırılmamış olmalarına ve kayıplı veya kayıpsız olmalarına göre sınıflandırılabilir. Sıkıştırılmış bir format, dosya boyutunu . Kayıplı bir format, görüntü kalitesini düşürebilecek bilgileri kaldırırken, kayıpsız bir format tüm bilgileri korur.
Vektör görüntüler
Vektör görüntüler , her birinin konumunu, şeklini, rengini, dolgusunu vb. tanımlayan özelliklere sahip noktalar, çizgiler, eğriler, çokgenler vb. gibi geometrik nesnelerden oluşan görüntülerdir. Vektör görüntüler, düzenli şekillere ve tekdüze renklere sahip basit görüntüleri temsil etmek için oldukça uygundur . Ayrıca vektör grafik yazılımlarıyla kolayca değiştirilebilirler yakınlaştırma seviyesinden bağımsız olarak kalitelerini koruma avantajına sahiptir .
Vektör görüntülerini saklamak için SVG, EPS, PDF, WMF gibi mevcuttur Özel eklenti veya harici uygulama gerektirmeden doğrudan bir web sayfasında görüntülenebilir .
Dijital görüntülerin işlenmesi ve analizi için kullanılan yöntemler nelerdir?
işleme ve analizi, dijital görüntülerin kalitesini iyileştirmek, yararlı bilgiler çıkarmak veya yeni bilgiler oluşturmak uygulamayı içerir. Görüntü türüne (raster veya vektör), alanına (uzamsal veya frekanssal), amacına ( düzeltme, filtreleme, segmentasyon, kenar tespiti, desen tanıma vb. ) ve seviyesine (düşük seviye, orta seviye veya yüksek seviye) bağlı olarak dijital görüntülerin işlenmesi ve analizi için farklı yöntemler vardır.
Matris görüntü işleme ve analizi
Matris görüntülerinin işlenmesi ve analizi iki farklı alanda yapılabilir: uzamsal alan ve frekans alanı.
uzay alanı
Uzamsal alan, piksellerin görüntüdeki konumlarına göre düzenlendiği alanı ifade eder önceden herhangi bir dönüşüm yapılmadan doğrudan piksel değerlerine işlemlerin uygulanmasını içerir . Bu işlemler çeşitli türlerde olabilir, örneğin:
- Düzeltme gibi parametreleri değiştirerek görüntü kalitesini iyileştirmeyi amaçlayan bir işlemdir.
- Filtreleme piksel değerlerini komşu piksellere göre değiştiren maskeler veya filtreler kullanarak belirli
- Görüntü segmentasyonu renk, doku, yoğunluk vb. kriterlere göre homojen veya anlamlı bölgelere ayırmayı
- Kenar tespiti , piksel yoğunluğundaki gradyanı veya değişimi hesaplayan operatörler kullanarak görüntü bölgeleri arasındaki sınırları belirlemeyi amaçlar.
- Desen tanıma , desen karşılaştırması, özellik tanımlama, makine öğrenimi gibi teknikler kullanarak görüntüdeki nesneleri tanımlamayı ve sınıflandırmayı amaçlayan bir alandır.
Frekans alanı
Frekans alanı, piksellerin görüntüdeki frekanslarına veya periyodikliklerine göre düzenlendiği alanı ifade eder. raster görüntülerin işlenmesi ve analizi, görüntünün uzamsal alandan frekans alanına dönüştürülmesinden sonra işlemlerin uygulanmasını içerir. Bu dönüşüm, görüntünün farklı frekans ve genliklere sahip sinüzoidal fonksiyonların toplamı olarak temsil edilmesini sağlar. Düşük frekanslı sinüzoidal fonksiyonlar görüntünün genel varyasyonlarına karşılık gelirken, yüksek frekanslı sinüzoidal fonksiyonlar görüntünün ince detaylarına karşılık gelir. Frekans alanındaki işlemler çeşitli türlerde olabilir, örneğin:
- Sıkıştırma , görüntünün görsel algısı üzerinde az etkisi olan sinüzoidal fonksiyonları ortadan kaldırarak dosya boyutunu küçültmeyi amaçlayan bir işlemdir .
- Filtreleme sinüzoidal fonksiyonların genliklerini frekanslarına göre değiştiren filtreler kullanarak belirli
- Görüntü restorasyonu, sensör veya dijital-analog dönüştürücüden kaynaklanan bozulmaları düzelterek görüntü kalitesini iyileştirmeyi amaçlar .
- Görüntüdeki nesneleri çapraz korelasyon, Hough dönüşümü, dalga dönüşümü gibi teknikler kullanarak tanımlamayı ve sınıflandırmayı amaçlayan desen tanıma .
Vektör görüntü işleme ve analizi
Vektör görüntü işleme ve analizi, görüntüyü oluşturan geometrik nesnelere işlemler uygulanmasını içerir. Bu işlemler çeşitli türlerde olabilir, örneğin:
- Geometrik dönüşüm , matrisler veya matematiksel fonksiyonlar kullanarak geometrik nesnelerin konumunu, boyutunu, yönünü veya şeklini değiştirmeyi amaçlayan bir süreçtir.
- Renklendirme nesnelerin nitelikler veya gradyanlar kullanarak değiştirmeyi amaçlayan bir işlemdir.
- Basit geometrik nesnelerin Boolean işlemleri (birleşim, kesişim, fark vb.) veya deformasyon işlemleri (eğrilik, büküm vb.) kullanılarak birleştirilmesini amaçlayan karmaşık nesnelerin oluşturulması .
- Rasterleştirme geometrik nesnelere karşılık gelen piksel değerlerini hesaplayarak vektör tabanlı bir görüntüyü raster tabanlı bir görüntüye dönüştürmeyi
- Vektörleştirme , görüntünün konturlarını ve bölgelerini tespit ederek ve bunları geometrik nesnelerle yaklaşık olarak temsil ederek vektör
Bilgisayarlı görüntüleme teknolojisinin başlıca uygulama alanları nelerdir?
Bilgisayarlı görüntüleme, çeşitli alanlarda birçok uygulamaya sahiptir ve bunlar üç ana kategoriye ayrılabilir: dijital görüntülerin oluşturulması, iletilmesi ve anlaşılması .
Dijital görüntülerin oluşturulması
Dijital görüntü oluşturma, sanatsal, eğlence amaçlı veya eğitim amaçlı olarak orijinal görüntüler üretmeyi veya mevcut görüntüleri değiştirmeyi içerir. Dijital görüntü oluşturmanın uygulama alanları şunlardır:
- Görüntü sentezi , ışın izleme, gerçekçi olmayan işleme, prosedürel üretim vb. teknikler kullanılarak matematiksel modellerden veya dijital verilerden görüntülerin oluşturulmasından oluşur.
- Sanal gerçeklik , kullanıcının sanal gerçeklik başlıkları, veri eldivenleri, koşu bantları vb. cihazlar kullanarak hareket edebileceği ve etkileşimde bulunabileceği, sürükleyici ve etkileşimli bir ortamın oluşturulması ve simüle edilmesinden oluşur.
- Artırılmış gerçeklik , akıllı telefonlar, tabletler, akıllı gözlükler gibi cihazlar kullanılarak gerçek bir görüntünün üzerine sanal öğelerin yerleştirilmesinden oluşur.
- 3D modelleme , Blender, Maya, SketchUp gibi yazılımlar kullanılarak geometrik temel şekillerden veya nokta bulutlarından üç boyutlu nesnelerin oluşturulması ve manipüle edilmesi işlemidir.
- Video düzenleme , Adobe Premiere Pro, Final Cut Pro, iMovie gibi yazılımlar kullanılarak video sekanslarının birleştirilmesi, kesilmesi, değiştirilmesi veya efekt eklenmesinden oluşur.
- Video oyunları , oyuncunun oyun konsolları, bilgisayarlar, akıllı telefonlar gibi platformlar kullanarak bir veya daha fazla karakteri veya nesneyi kontrol ettiği etkileşimli ve eğlenceli senaryolar oluşturma ve oynama sürecinden oluşur.
Dijital görüntü iletişimi
Dijital görüntü iletişimi, bilgilendirme, reklam veya sosyal amaçlarla çeşitli ortamlar veya ağlar üzerinden görüntülerin iletilmesini veya yayılmasını içerir. Dijital görüntü iletişiminin uygulama alanları şunlardır:
- Sıkıştırma gereksiz veya neredeyse algılanamaz bilgileri ortadan kaldırarak küçültme işlemidir; bu sayede dosyaların depolanması veya iletilmesi kolaylaşır.
- Kriptografi gibi teknikler kullanarak görüntüleri yetkisiz erişime veya kötü niyetli değişikliklere karşı korumayı içerir.
- İçerik tabanlı görüntü arama , görsel özellik çıkarma , anahtar kelime indeksleme, görsel benzerlik, alaka düzeyine göre sıralama gibi teknikler kullanarak metinsel veya görsel bir sorguya benzer veya ilgili görselleri bulmayı içerir.
- Yüz tanıma , özellik noktası tespiti, desen karşılaştırması, derin öğrenme gibi teknikler kullanılarak bir kişinin yüzünden kimliğini belirleme veya doğrulama işlemidir.
- Sosyal ağlar , Facebook, Instagram, Snapchat gibi platformlar kullanılarak diğer kullanıcılarla görsellerin paylaşılması veya yorumlanmasından oluşur.
Dijital görüntüleri anlamak
anlama görüntülerin analiz edilmesini veya yorumlanmasını içerir . Dijital görüntü anlamanın uygulama alanları şunlardır:
- Bilgisayarla görme , insan görsel algısını simüle etmeyi ve anlamsal bölümlendirme, nesne tespiti, hareket takibi, 3 boyutlu yeniden yapılandırma vb. teknikler kullanarak görüntülerden anlamsal veya geometrik bilgileri çıkarmayı içeren bir alandır.
- Tıbbi görüntüleme , , tomografi gibi teknikler kullanılarak insan vücudunun tanı veya tedavi amaçlı görüntülerinin üretilmesi veya analiz edilmesi işlemidir.
- Bilimsel görüntüleme , mikroskopi, spektroskopi, uzaktan algılama, astrofotografi gibi teknikler kullanılarak araştırma veya keşif amacıyla doğal veya yapay olayların görüntülerinin üretilmesi veya analiz edilmesi işlemidir.
- Endüstriyel görüntüleme , tahribatsız muayene, kızılötesi termografi vb. teknikler kullanılarak, kalite kontrol veya güvenlik amacıyla endüstriyel ürünlerin veya süreçlerin görüntülerinin üretilmesi veya analiz edilmesi işlemidir.
Çözüm
Bilgisayar görüntüleme, dijital görüntülerin oluşturulması, iletilmesi ve anlaşılması için sayısız olanak sunan, heyecan verici ve hızla gelişen bir alandır bilgisayar görüntüleme, eşsiz kalitede ve zenginlikte görüntülerin üretilmesine ve işlenmesine olanak tanır. Bununla birlikte, bilgisayar görüntüleme aynı zamanda gizliliğe saygı, telif hakkı ve görüntülerin doğruluğu gibi etik zorluklar ve sorunlar da ortaya çıkarır. Bu nedenle, bilgisayar görüntülemenin prensiplerini ve tekniklerini öğrenmek, aynı zamanda dijital görüntülere eleştirel ve sorumlu bir yaklaşım geliştirmek önemlidir iş zekası , çeşitli uygulama alanlarında karar verme süreçlerini desteklemek amacıyla karmaşık ve büyük veri kümelerini analiz etmek ve görselleştirmek için bilgisayar görüntülemeye dayanan disiplinlerden biridir.
