PSI / Dispositivos e formatos para imagens

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1 PSI /2006 Hae Yong Kim Tópicos a serem abordados: 1. Dispositivos e formatos para imagens; 2. Halftoning; 2.1. ; 2.2. Ordered dithering; 1. Dispositivos e formatos para imagens Em níveis de cinza ou colorido. Número de bits por pixel (Ex: 1, 4, 8, 16, 24, 32). Com ou sem palette. Número de colunas e número de linhas. Resolução (pixels/polegada). Modelo de cor aditivo ou subtrativo. 1 2 Exemplos: Monitor de computador CRT: 4, 8, 16 ou 24 bits por pixel. Com palette: 4 bits (16 cores) e 8 bits (256 cores). Sem palette: 16 bits (5 bits ou 32 níveis por cor) e 24 bits (8 bits ou 256 níveis por cor) , , ou pixels. Modelo de cor aditivo. Monitor de notebook (cristal líquido): 16 ou 32 bits por pixel. Sem palette pixels ( por interpolação). Modelo de cor aditivo. Impressora laser: Preto e branco. 1 bit por pixel. Impressora jato de tinta: 1 bit por pixel. Modelo de cor subtrativo. Imagem BMP, TIF e TGA: Colorido ou cinza. Não compactado ou compactado sem perdas. Vários escolhas de bits por pixel. Com ou sem palette. Imagem GIF: 8 bits por pixel com palette. Compactado sem perdas. 3 4

2 Imagem PNG: Várias escolhas de bits/pixel. Compactado sem perdas. Escolha de palette e difusão de erro: Imagem JPG ou JPEG (antigo e 2000): Compactado com perdas. Imagem JBIG1/JBIG2: Binário. Compactado com ou sem perdas. original (24 bits/pixel) palette uniforme (4 bits/pixel) palette uniforme com difusão de erro median cut (4 bits/pixel) median cut com difusão de erro Como é possível mostrar fotografia em níveis de cinzas numa impressora laser? 2. Como é possível mostrar fotografia colorida numa impressora jato de tinta? 3. Como escolher o melhor palette para imagem GIF? LENNA.TGA original Thresholding 7 8

3 //Thresh.cpp { if (argc!=3) erro( Thresh ent.tga sai.bmp ); IMGGRY ent; IMGBIN sai; le(ent,argv[1]); sai=ent; 2. Halftoning Dada uma imagem em níveis de cinza G com valores reais entre 0 e 1, construir uma imagem binária B com valores 0 ou 1 tal que B( l, c) G( l, c) onde B ( l, c) é a média dos valores de B em torno do pixel (l,c) //NoiseB.cpp { if (argc!=3) erro("noiseb ent.tga sai.bmp"); IMGGRY ent; le(ent,argv[1]); IMGBIN sai(ent.nl(),ent.nc()); mysrand(7); for (int c=0; c<ent.nc(); c++) if (ent(l,c)+myrand()%128-64>=128) sai(l,c)=branco; else sai(l,c)=preto; Thresholding Ruído branco ±0,

4 Ruído branco ±0,5 Ordered dithering dispersed dots Ordered dithering clustered dots (meu programa) Ordered dithering clustered dots (alchemy) //Ordered dithering pontos dispersos //DispersB.cpp - versao mudanca de limiar { if (argc!=3) erro( DispersB ent.tga sai.bmp ); MATRIZ<int> D(8,8, 0, 32, 8, 40, 2, 34, 10, 42, 48, 16, 56, 24, 50, 18, 58, 26, 12, 44, 4, 36, 14, 46, 6, 38, 60, 28, 52, 20, 62, 30, 54, 22, 3, 35, 11, 43, 1, 33, 9, 41, 51, 19, 59, 27, 49, 17, 57, 25, 15, 47, 7, 39, 13, 45, 5, 37, 63, 31, 55, 23, 61, 29, 53, 21); IMGGRY ent; le(ent,argv[1]); IMGBIN sai(ent.nl(),ent.nc()); for (int c=0; c<ent.nc(); c++) { int l2=l%8; int c2=c%8; if (ent(l,c)<4*d(l2,c2)+2) sai(l,c)=false; else sai(l,c)=true; 15 16

5 //Ordered dithering - pontos dispersos //Versao acrescimo de ruido { if (argc!=3) erro("dispersb ent.tga sai.bmp"); MATRIZ<int> D(8,8, 0, 32, 8, 40, 2, 34, 10, 42, 48, 16, 56, 24, 50, 18, 58, 26, 12, 44, 4, 36, 14, 46, 6, 38, 60, 28, 52, 20, 62, 30, 54, 22, 3, 35, 11, 43, 1, 33, 9, 41, 51, 19, 59, 27, 49, 17, 57, 25, 15, 47, 7, 39, 13, 45, 5, 37, 63, 31, 55, 23, 61, 29, 53, 21); IMGGRY ent; le(ent,argv[1]); IMGBIN sai(ent.nl(),ent.nc()); for (int c=0; c<ent.nc(); c++) { int l2=l%8; int c2=c%8; if (ent(l,c)+(4*d(l2,c2)+2-128)<128) sai(l,c)=preto; else sai(l,c)=branco; //Clustered dots MATRIZ<int> D(8, 8, 1, 9, 23, 27, 31, 20, 6, 2, 8, 15, 38, 47, 38, 39, 14, 7, 22, 37, 52, 53, 54, 49, 40, 21, 30, 46, 60, 61, 62, 55, 41, 28, 26, 45, 59, 64, 63, 56, 42, 32, 17, 36, 51, 58, 57, 50, 33, 18, 11, 16, 35, 44, 43, 34, 13, 12, 3, 10, 24, 29, 25, 19, 5, 4); Nota: Tem que subtrair 1 para ir de 0 a (Floyd and Steinberg) (Rogers) 20

6 2.2 //RogersB.cpp { if (argc!=3) erro("rogersb ent.tga sai.bmp"); (Jarvis, Judice and Ninke) (Stucki) IMGFLT ent; IMGBIN sai; le(ent,argv[1]); ent.backg()=0.0; sai.resize(ent.nl(),ent.nc()); double error; for (int c=0; c<ent.nc(); c++) { if (ent(l,c)<0.5) { sai(l,c)=preto; error=ent(l,c); else { sai(l,c)=branco; error=ent(l,c)-1.0; ent(l,c+1) = ent(l,c+1) + 3.0/8.0*error; ent(l+1,c) = ent(l+1,c) + 3.0/8.0*error; ent(l+1,c+1) = ent(l+1,c+1) + 2.0/8.0*error; Nota: Não precisa fazer tratamento de borda Rogers Floyd and Steinberg Jarvis, Judice and Ninke Stucki LENNA.TGA original (Floyd and Steinberg) 23 24

7 Halftoning inverso (1a) Input sample A x (1b) Output sample A y (1e) Gaussian 2.8 PSNR 30.23dB (1f) 10-ID3 PSNR 34.75dB (1c) To-be-processed Q x (1d) Ideal output Q y (2a) Dispersed-dot OD (2b) PSNR db Exercício: Reduzir true color (24 bits/pixel) para 6 bits/pixel usando ordered dithering e difusão de erro. Dada uma imagem halftone, como descobrir qual foi o método de halftoning usado? 27