Codifica Delle Immagini

L’articolo che segue vuole essere una breve trattazione relativa alla codifica delle immagini,  ma cos’è un’immagine? Un'immagine è una informazione continua in tre dimensioni, che si caratterizzano in:

-            due dimensioni spaziali;

-            una dimensione colorimetrica.

Per codificarle è necessario ricorrere a tre discretizzazioni.

Quelle spaziali (in numero di due) riducono l'immagine ad una matrice di punti che sono denominati pixel (termine derivante da picture element); la discretizzazione colorimetrica limita l'insieme di colori che ogni pixel può assumere ad un definito sottoinsieme.

Possiamo dunque affermare che l'immagine digitale e è una matrice bidimensionale di numeri; ognuno di essi è la misura di una proprietà fisica (colore) di un'area elementare della scena rappresentata.

E' possibile generare un'immagine digitale mediante le seguenti modalità:

• Acquisizione tramite scanner da immagini analogiche come le fotografie o le diapositive, ad esempio;

• Da scene del mondo reale "catturate" tramite camere digitali;

• Da applicazioni di grafica.

Il processo di campionamento e la risoluzione
In sostanza le immagini digitali riproducono la scena ma la dividono in una griglia fatta di aree delle quali viene misurata la luminosità o il colore. 

A ciascuna area corrisponde un pixel la cui forma si discosta dalla superficie ripresa.
Relativamente alle caratteristiche della maggior parte dei dispositivi elettronici di acquisizione e di visualizzazione delle immagini la forma dei pixel è ellittica; in particolare l'ellisse ha l'asse verticale più lungo più lungo di quello orizzontale. Il rapporto tra i due assi è denominato rapporto di aspetto e nelle applicazioni grafiche permette di correggere eventuali deformazioni dovute a differenti rappresentazioni di uno stesso segmento nelle due direzioni ortogonali.



(immagine reale) 
 

 


(immagine vista dai dispositivi di acquisizione)

 







(immagine acquisita come griglia di pixel) 

Il processo di campionamento applicato ad un'immagine consiste nel far corrispondere una porzione dell'immagine reale ad ogni pixel. Tanto più la dimensione dei pixel è piccola tanto minore è l'approssimazione tra immagine reale e digitale.
Il numero di pixel per pollice (le dimensioni di un'immagine sono misurate in pollici) è detto risoluzione (dpi-dot per inch). La dimensione dell'immagine è espressa anche indicando in maniera separata il numero di pixel orizzontali e il numero di pixel verticali, ad esempio:

600 x 800 pixel

Di solito la risoluzione orizzontale è uguale a quella verticale.
Inoltre ad ogni pixel è assegnato un indirizzo che ne sancisce le coordinate verticali ed orizzontali, cioè il cosiddetto bit mapping.
La risoluzione è correlata a quanto sono fitti i punti che visualizzano l'immagine: maggiore è la risoluzione dell'immagine, maggiore è la possibilità di riuscire a distinguere i dettagli che sono presenti in essa. I pixel contenuti all'interno di una immagine digitale hanno le stesse dimensioni e la loro dimensione è determinata dalla risoluzione alla quale è digitalizzata l'immagine. In parole semplici, se la risoluzione è di 600 dpi, allora ciascun pixel misura 1/600 pollice. 

Ad ogni pixel sono associati 1 bit che misurano caratteristiche del colore. Con 1 bit sono solo 21 le sfumature di colore rappresentate degli infiniti valori della realtà; tutte le sfumature intermedie sono approssimate con il valore di luminosità più prossimo tra quelli codificati. Dato che la porzione di immagine che è associata ad un unico pixel ha una luminosità uniforme, senza che i dettagli in tale porzione possano essere distinti, minore è il numero dei livelli di quantizzazione e minore è la qualità dell'immagine. La profondità di colore è la misura della capacità di rappresentare o di distinguere varie sfumature di colore. Un'immagine che è rappresentata con una profondità di colore di 6 bit, riesce a distinguere tra 64 livelli di colore e all'aumentare del numero di bit, aumenta anche il livello di dettaglio.
Se l'immagine è in bianco e nero è necessario associare un 1 ai pixel neri e uno 0 ai pixel bianchi. Per immagini a livelli di grigio si usano 4 o 8 bit, per quelle a colori 8, 24, 32 bit.
Si parla di colori veri quando ad un pixel corrispondono 24 bit per un totale di 16.7 Mega colori diversi; con 48 bit oggi è gestita l'alta definizione.
Va detto inoltre che la rappresentazione accurata di una immagine è dipendente da:

•  numero di pixel;

•  profondità di colore.

Inoltre una elevata qualità comporta anche una elevata quantità di informazione fornita dal prodotto:



NUMERO DI PIXEL x NUMERTO DI BIT