Dithering

Iz Wikipedije, slobodne enciklopedije
Idi na navigaciju Idi na pretragu

Podrhtavanje, podrhtavanje ( na engleskom podrhtavati od Bliskog Engleski didderen - da se trese) - kada se obrade digitalnih signala, to je miješanje pseudo-slučajni šum sa posebno odabrane spektra u primarni signal. Koristi se prilikom obrade digitalnih audio, video i grafičkih informacija kako bi se smanjio negativan efekat kvantizacije .

Digitalni zvuk

Dithering prilikom kvantizacije ili smanjenja digitalnog zvuka sprečava korelaciju šuma kvantizacije sa signalom koji se kvantuje. Ova korelacija dovodi do pojave nelinearnih izobličenja i amplitudske modulacije šuma kvantizacije u signalu, odnosno „prljavog“ zvuka. Dodavanje dither šuma signalu uklanja korelaciju šuma kvantizacije sa originalnim signalom. Kao rezultat ditheringa, šum kvantizacije više ne sadrži nelinearnu distorziju, postaje ravan ( stacionaran ) i, kao rezultat, manje je uočljiv za uho. U ovom slučaju se povećava snaga šuma kvantizacije. Uočena glasnoća šuma kvantizacije može se smanjiti [1] korištenjem ditheringa u kombinaciji s oblikovanjem šuma .

Najčešće korišteni dither šum je bijeli šum s trouglastom distribucijom amplitude (TPDF) između −1 i +1 LSB (korak kvantizacije).

Dithering se koristi, na primjer, za snimanje CD-ova, gdje se digitalni audio visoke definicije (24-bitni) smanjuje na širinu CD-a (16-bitni) tokom procesa masteringa .

Digitalna fotografija i slikanje

U kompjuterskoj grafici, dithering se koristi za stvaranje iluzije dubine boja za slike sa relativno malo boja u paleti. Boje koje nedostaju se prave od dostupnih tako što se "miješaju". Na primjer, ako želite da dobijete ljubičastu boju koja nije u paleti, možete je dobiti postavljanjem crvenih i plavih piksela u šahovnicu; narandžasta može biti sastavljena od crvenih i žutih tačaka [2] .

Primjer dobivanja ljubičaste boje postavljanjem crvenih i plavih piksela u šahovnicu.

Prilikom optimizacije slika smanjenjem broja boja, korištenje ditheringa dovodi do vizualnog poboljšanja slike, međutim, za određene komprimirane formate (na primjer PNG ), povećava njenu veličinu.

Za 2008., većina desktop monitora baziranih na TN (i neke *VA) matrice , kao i svi laptop displeji, koriste matrice sa 18-bitnom bojom (6 bita po RGB-kanalu), 24-bitna se emulira treperenjem boje pikseli između njihovih najbližih boja u 6-bitu i/ili dithering neprimjetan za oko.

Primjeri slika

Smanjenje broja boja gotovo uvijek dovodi do specifičnih efekata. Obične fotografije mogu imati hiljade ili čak milione različitih boja i nijansi, a njihovo pretvaranje u indeksirani format sa fiksnom paletom rezultira gubitkom ogromne količine informacija o bojama.

Na kvalitetu dobijene slike utiču mnogi faktori, ali najznačajnijim se može smatrati paleta koja se koristi za konverziju. Na primjer, originalna slika ( fotografija 1) može se smanjiti na paletu od 256 boja (koja se zove HTML paleta ). U originalnoj metodi obrade, sve boje koje ne odgovaraju ovoj paleti zamjenjuju se najbližom nijansom iz palete, bez korištenja ditheringa. Ovaj pristup smanjuje vrijeme potrebno za konverziju, ali značajno smanjuje kvalitetu rezultirajuće slike (Fotografija 2) . Ova fotografija prikazuje velike površine čvrste boje koje se veoma razlikuju od originala. Također možete primijetiti veliki gubitak detalja. Problem gubitka detalja je riješen korištenjem ditheringa prema Floyd-Steinberg algoritmu (Fotografija 3) . Dithering minimizira gubitak detalja i dramatično poboljšava ukupnu percepciju slike bez povećanja broja korištenih boja.

Jedan od nedostataka fiksne palete je to što mnoge od potrebnih boja mogu nedostajati, a neke boje, naprotiv, možda se neće koristiti na datoj slici. Na primjer, palete koje sadrže veliki broj nijansi zelene su neprikladne za transformaciju slika u kojima praktički nema zelene boje. U takvim slučajevima je prikladnije koristiti "optimiziranu" paletu. Takve palete se sastavljaju zasebno za svaku sliku tokom konverzije na osnovu informacija o učestalosti upotrebe određene nijanse na originalnoj slici. Ova metoda konverzije daje rezultat koji je najbliži originalu (slika 4) .

Jednako važan faktor je i broj boja koje se koriste u paleti. Na primjer, ako unesete ograničenje od 16 boja u paleti, onda čak i sa optimiziranim paletama, slika sadrži područja pune boje (Fotografija 5) . Korištenje ditheringa pomaže da se sakriju ovi artefakti (slika 6) .

vidi takođe

Bilješke (uredi)

  1. Alexey Lukin. Sistemi za smanjenje dubine bita u masteringu // Tonski inženjer. - 2003. - br. 1 . Arhivirano 23. aprila 2009.
  2. Melnikov M. " Optimizacija GIF slika ".