| Příklad binárního obrázku zapsaného v bajtech , kde 1 bit představuje 1 pixel (binární, hex, grafické zobrazení) |
|---|
|
1111111 0 0 111111 0 111 000 11 0000 |
|
FE 7E E3 |
Binární obrázek ( dvouúrovňový , binární ) je typ digitální bitmapy , kdy každý pixel může představovat pouze jednu ze dvou barev . [1] [2]
Hodnoty každého pixelu jsou konvenčně kódovány jako „0“ a „1“. Hodnota "0" se běžně nazývá pozadí nebo pozadí ( anglicky background ) a "1" je popředí ( anglicky foreground ). [jeden]
Při ukládání digitálních binárních obrázků se často používá bitmapa , kde se jeden bit informace používá k reprezentaci jednoho pixelu. Také, zvláště v raných fázích vývoje technologie, dvě možné barvy byly černá a bílá , což není povinné.
Z tohoto důvodu může být binární obraz někdy nazýván jednobitový , monochromatický , černobílý atd., což není tak úplně pravda. [3] (Viz terminologická nejasnost. )
Binární obrázky lze považovat za speciální případ barevně indexovaného obrázku s paletou dvou barev různých odstínů nebo za speciální případ obrázku ve stupních šedi , využívající barvy stejného odstínu s různým jasem.
Vzhledem k přítomnosti pouze dvou možných hodnot pixelů („0“ a „1“), binárních obrázků a jednobitových binárních obrázků v ještě větší míře [4] , se velmi dobře komprimuje , zejména při použití datového slovníku a vyznačují se malým množstvím dat ve srovnání s jinými typy rastrových obrázků. Nejoblíbenější algoritmy komprese binárního obrazu používané v různých formátech souborů pro ukládání do paměti RAM a pro přenos po počítačových sítích a dial-up komunikačních kanálech [5] :
Algoritmy CCITT Group 3 a 4 (někdy nazývané Fax 3, Fax 4) jsou navrženy pro kódování binárních bitmap. Původně byly vyvinuty pro faxové sítě. V současnosti se také používá v tisku, digitálních mapových systémech a geografických informačních systémech. Skupina 3 je podobná RLE v tom, že kóduje lineární pixelové sekvence, zatímco skupina 4 kóduje 2D pixelová pole.
Většina formátů souborů pro ukládání bitmap umožňuje ukládat binární bitmapy. Například takové populární jako TIFF , BMP , PCX atd.
Binární obrazy ve smyslu podmnožin pixelů ("masky") se často používají v digitálním zobrazování . Ke studiu formy a struktury některých množin objektů stejného typu se v matematické morfologii používají binární rastry .
Binární rastrové obrazy nacházejí významné praktické uplatnění v digitální kartografii a geoinformačních systémech a prostorové analýze .
V rámci teorie rozpoznávání vzorů ve vztahu k binárním obrázkům lze rozlišit řadu dílčích úkolů [6] .
Binární obrazy jsou získávány během procesu segmentace původní multigradační scény. Existují dva přístupy:
Úkol kódování vyplývá z potřeby reprezentovat binární obrazy v digitálním počítači. V závislosti na typu obrázku lze použít různé metody, například blokové kódování se používá pro obrázky siluety a vektorové kódování pro grafické obrázky .
Filtrování se používá ke zlepšení obrázků a generování statistik, když je objekt detekován v binární scéně nebo když je přiřazen do jedné z tříd ( klasifikace ).
Rozdíl mezi detekcí a rozpoznáním je spíše libovolný, ale přesto existuje. Zvláště má smysl mluvit o detekci signálů, když je počet tříd roven dvěma (nepřítomnost / přítomnost signálu). Binární obrazy často zobrazují signály, například při radarovém sledování. Často je vyžadována definice a klasifikace podle povahy trajektorie odpovídajících pohybujících se objektů. Pokud se tedy umělé družice Země liší od přirozených, lze použít Kalmanův filtr .
Většina grafických formátů v případě binárního obrázku uvádí, jaké barvy by měly být reprezentovány při vykreslování pixelů s hodnotami „0“ a „1“, ale ne vždy. Například v PBM nejsou žádné informace o barvě. V aplikacích souvisejících se zobrazováním dat na monitoru „0“ obvykle znamená černou. V aplikacích souvisejících s papírem může být „0“ naopak, bílá. Některé aplikace (například Intergraph I / RAS B ) při načítání souboru před vykreslováním výslovně nabízejí výběr barev pro zobrazení popředí a pozadí (hodnoty „1“ a „0“).
Bitmapa podle definice nemá žádné polotóny . Pro simulaci polotónů se však používá stínování (rozostření, dithering ), kdy jsou imaginární polotóny přenášeny skupinami pixelů různé hustoty, ale stejné barvy.
Bitmapy jsou někdy označovány jako „monochrome“ , tedy jednobarevné. „Monochromatický“ však může být i snímek s polotóny.
Binární obrázek nemusí být pouze černobílý. Může být „červená-modrá“ a „šedo-zelená“ a jakákoli jiná obsahující pouze dva libovolné odstíny.
Není správné nazývat jakýkoli binární obraz jednobitovým . Pokud tedy první výraz označuje povahu samotného obrázku (přítomnost pouze dvou možných hodnot pixelů), pak druhý spíše označuje způsob, jakým je obrázek uložen a reprezentován nějakým médiem. To přehlíží skutečnost, že binární obraz může být uložen v paměti takovým způsobem, že 1 bajt nebo jiné množství paměti bude přiděleno pro 1 pixel. Ten se často používá v počítačích k optimalizaci rychlosti výpočetních systémů, protože operace na jednotlivých bitech paměti jsou příliš pomalé ve srovnání s operacemi s byty a slovy .
Anglický výraz bitmap ( bitmap ) je v počítačovém žargonu zatížen i obraznými významy. Kromě toho se bitmapy používají pro obrázky ve stupních šedi i pro barevné obrázky.