.Bilgisayar görüntüleme, bir bilgisayar bilimi alanıdır dijital görüntülerin üretimi, işlenmesi, indekslenmesi ve sıkıştırılmasıyla ilgili çeşitli teknikleri bir araya getirenmekansal, zamansal vb.) ve farklı kodlama seviyelerine (renkler, gri tonlama vb.) sahip olabilen bir görüntünün ikili gösterimidir.
gibi çeşitli alanlarda sayısız uygulamaya sahiptir 3 boyutlu modelleme, , görüntü işlemevideo işleme, video düzenleme, sıkıştırma, bilgisayarlı görme, içerik tabanlı görüntü almave video oyunları.
tanıtacağız bilgisayarlı görüntülemenin temel prensiplerini, dijital görüntü türlerini, görüntü işleme ve analiz yöntemlerini ve bu teknolojinin başlıca uygulama alanlarını.
Dijital görüntü türleri nelerdir?
Bilgisayarlı görüntüleme üç ana adıma dayanır: elde edilmesi, dönüştürülmesi ve dijital görüntülerin.
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
içerir Dijital görüntü dönüştürme, görüntünün kalitesini iyileştirmek, ilgili bilgileri çıkarmak veya yeni bilgiler oluşturmak amacıyla görüntüyü temsil eden ikili verilerin değiştirilmesinifotoğraf rötuşlama, video düzenleme, görüntü sentezivb.) bağlı olarak farklı türde görüntüleme yazılımları mevcuttur.
Dijital görüntülerin görselleştirilmesi
içerir Dijital görüntü görselleştirme, dijital görüntünün bilgisayar ekranı, yazıcı veya projektör gibi uygun bir ortamda görüntülenmesini farklı DAC türleriKullanılan 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
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 Bununlabirlikte, raster görüntülerin dezavantajları da vardır: çok fazla depolama alanı gerektirirler, gürültüye ve sıkıştırma bozulmalarına karşı hassastırlar ve büyütüldüklerinde veya küçültüldüklerinde kalite kaybederler.
gibi raster görüntüleri saklamak için çeşitli dosya formatları mevcuttur., PNG, GIF, BMP, TIFFBu 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 Ayrıcakolayca değiştirilebilirler vektör grafik yazılımlarıylaavantajına sahiptir yakınlaştırma seviyesinden bağımsız olarak kalitelerini koruma.
mevcuttur Vektör görüntülerini saklamak içinSVG, EPS, PDF, WMF gibi Özel gerektirmeden doğrudan bir web sayfasında görüntülenebilir eklenti veya harici uygulama.
Dijital görüntülerin işlenmesi ve analizi için kullanılan yöntemler nelerdir?
işleme ve analizi, dijital görüntülerin kalitesini iyileştirmek, yararlı bilgiler çıkarmak veya yeni bilgiler oluşturmakuygulamayı 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 ederyapılmadan doğrudan piksel değerlerine işlemlerin uygulanmasını içerir önceden herhangi bir dönüşüm. Bu işlemler çeşitli türlerde olabilir, örneğin:
- Düzeltme gibiparametreleri değiştirerek görüntü kalitesini iyileştirmeyi amaçlayan bir işlemdir.
- Filtreleme belirlipiksel değerlerini komşu piksellere göre değiştiren maskeler veya filtreler kullanarak
- Görüntü segmentasyonu ayırmayırenk, doku, yoğunluk vb. kriterlere göre homojen veya anlamlı bölgelere
- , Kenar tespitipiksel yoğunluğundaki gradyanı veya değişimi hesaplayan operatörler kullanarak görüntü bölgeleri arasındaki sınırları belirlemeyi amaçlar.
- , Desen tanımadesen 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 belirlisinüzoidal fonksiyonların genliklerini frekanslarına göre değiştiren filtreler kullanarak
- Görüntü restorasyonu, .sensör veya dijital-analog dönüştürücüden kaynaklanan bozulmaları düzelterek görüntü kalitesini iyileştirmeyi amaçlar
- . desen tanımaGörüntüdeki nesneleri çapraz korelasyon, Hough dönüşümü, dalga dönüşümü gibi teknikler kullanarak tanımlamayı ve sınıflandırmayı amaçlayan
Vektör görüntü işleme ve analizi
Vektör görüntü işleme ve analizi, görüntüyü oluşturan geometrik nesnelere işlemler uygulanmasını içerir. Bu işlemler çeşitli türlerde olabilir, örneğin:
- , Geometrik dönüşümmatrisler veya matematiksel fonksiyonlar kullanarak geometrik nesnelerin konumunu, boyutunu, yönünü veya şeklini değiştirmeyi amaçlayan bir süreçtir.
- Renklendirme nesnelerinnitelikler veya gradyanlar kullanarak değiştirmeyi amaçlayan bir işlemdir.
- . karmaşık nesnelerin oluşturulmasıBasit geometrik nesnelerin Boolean işlemleri (birleşim, kesişim, fark vb.) veya deformasyon işlemleri (eğrilik, büküm vb.) kullanılarak birleştirilmesini amaçlayan
- Rasterleştirme dönüştürmeyigeometrik nesnelere karşılık gelen piksel değerlerini hesaplayarak vektör tabanlı bir görüntüyü raster tabanlı bir görüntüye
- Vektörleştirme vektör, görüntünün konturlarını ve bölgelerini tespit ederek ve bunları geometrik nesnelerle yaklaşık olarak temsil ederek
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 senteziışın izleme, gerçekçi olmayan işleme, prosedürel üretim vb. teknikler kullanılarak matematiksel modellerden veya dijital verilerden görüntülerin oluşturulmasından oluşur.
- , Sanal gerçeklikkullanıcının 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 gerçeklikakıllı telefonlar, tabletler, akıllı gözlükler gibi cihazlar kullanılarak gerçek bir görüntünün üzerine sanal öğelerin yerleştirilmesinden oluşur.
- , 3D modellemeBlender, Maya, SketchUp gibi yazılımlar kullanılarak geometrik temel şekillerden veya nokta bulutlarından üç boyutlu nesnelerin oluşturulması ve manipüle edilmesi işlemidir.
- , Video düzenlemeAdobe Premiere Pro, Final Cut Pro, iMovie gibi yazılımlar kullanılarak video sekanslarının birleştirilmesi, kesilmesi, değiştirilmesi veya efekt eklenmesinden oluşur.
- , Video oyunlarıoyuncunun 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 gereksizveya neredeyse algılanamaz bilgileri ortadan kaldırarak küçültme işlemidir; bu sayede dosyaların depolanması veya iletilmesi kolaylaşır.
- Kriptografi gibiteknikler kullanarak görüntüleri yetkisiz erişime veya kötü niyetli değişikliklere karşı korumayı içerir.
- , İçerik tabanlı görüntü aramagibi teknikler kullanarak metinsel veya görsel bir sorguya benzer veya ilgili görselleri bulmayı içerir.görsel özellik çıkarma, anahtar kelime indeksleme, görsel benzerlik, alaka düzeyine göre sıralama
- , Yüz tanımaözellik noktası tespiti, desen karşılaştırması, derin öğrenme gibi teknikler kullanılarak bir kişinin yüzünden kimliğini belirleme veya doğrulama işlemidir.
- , Sosyal ağlarFacebook, 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 görmeinsan 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 görüntülemegibi teknikler kullanılarak insan vücudunun tanı veya tedavi amaçlı görüntülerinin üretilmesi veya analiz edilmesi işlemidir. tomografi,
- ,Bilimsel görüntülememikroskopi, spektroskopi, uzaktan algılama, astrofotografi gibi teknikler kullanılarak araştırma veya keşif amacıyla doğal veya yapay olayların görüntülerinin üretilmesi veya analiz edilmesi işlemidir.
- ,Endüstriyel görüntülemeteknikler kullanılarak, kalite kontrol veya güvenlik amacıyla endüstriyel ürünlerin veya süreçlerin görüntülerinin üretilmesi veya analiz edilmesi işlemidir. tahribatsız muayene, kızılötesi termografi vb.
Çözüm
alandırBilgisayar görüntüleme, bir heyecan verici ve hızla gelişendijital görüntülerin oluşturulması, iletilmesi ve anlaşılması için sayısız olanak sunan,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, prensiplerini ve tekniklerini öğrenmek, aynı zamanda dijital görüntülere eleştirel ve sorumlu bir yaklaşım geliştirmek önemlidir bilgisayar görüntülemenin 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.
