Descreen 4.0 Professional edition для Adobe Photoshop (Windows) - страница 19

изображения.

Оцифровка сигналов — преобразование непрерывных сигналов в цифровую форму. Примеры: цифровая запись музыки, сканирование, цифровая фотография. Осуществляется снятием отсчетов сигнала через равные интервалы (времени или пространства).

 Для оцифровки важно правильно выбрать интервал оцифровки и глубину разрядности (число битов в отсчетах). Разрядность определяет число градаций оцифрованного сигнала — чем она выше, тем точнее передается исходный сигнал. В случае сканирования оно обычно составляет 8 бит (256 градаций) на каждый цвет. В случае записи музыки СD–качества — 16 бит (65536 градаций) на каждый канал. С выбором интервала оцифровки дело обстоит немного сложнее — он определяет максимальную частоту, которая может быть правильно передана при оцифровке. Согласно известной теореме Найквиста–Котельникова (1928–1933), если максимальная встречающаяся в сигнале частота равна F, то для точной его оцифровки необходимо, чтобы интервал оцифровки был не более 1/(2*F). Теорема утверждает, что если сигнал оцифрован с таким интервалом и глубина разрядности равна бесконечности, то исходный сигнал может быть в точности восстановлен по его записи. В случае записи музыки CD–качества оцифровка производится с частотой 44100 отсчетов в секунду. Это позволяет правильно записывать звуки, частота которых не превышает 22050 Гц. Если в сигнале окажется частотная составляющая выше 22050 Гц, скажем, 22050+A, она будет записана как частота 22050–A. Например, если A будет равно 21900 Гц, то в записи получится составляющая 150 Гц. При воспроизведении она будет слышна как посторонний призвук. Чтобы этого не происходило приходится круто обрезать высокие частоты перед оцифровкой. Однако, и то и другое приводит к характерной для CD шепелявости на высоких частотах. Записи Super Audio CD и DVD Audio с частотой 96000 Гц и выше этим дефектом уже не обладают.

 Механизм понижения частоты легко понять на примере оцифровки обычной синусоиды — если частота отсчетов меньше частоты синусоиды более чем в два раза (то есть на один период приходится менее двух отсчетов), то оцифровка может иметь частоту ниже частоты синусоиды. Например, если частота оцифровки равна частоте синусоиды, отсчеты будут производится в одном и том же месте периода синусоиды и оцифровка будет иметь вовсе нулевую частоту (постоянный сигнал). Таким образом, если на вход оцифровывающего устройства с частотой отсчетов F подать сигнал частотой G, то на выходе будет получаться следующее. Пока G

 Применительно к сканированию теорема Найквиста–Котельникова означает, что разрешение сканирования должно по меньшей мере в два раза превышать максимальные пространственные частоты, встречающиеся в изображении. В противном случае эти частоты "завернуться" и окажутся в области более низких частот. Если они дойдут до окрестности низких частот, они станут особенно заметны. Визуально это будет выглядеть как муар (фактически, это и есть муар, возникающий из–за интерференции высоких частот изображения со сканирующей линейкой сканера). Если амплитуда этих частот не велика, муар будет незаметен. Однако, бывают случаи, когда амплитуда высокочастотных составляющих весьма велика и пренебречь ею нельзя. Например, в спектре изображения, напечатанного офсетным растром, имеются высокие пики на частоте растра, а также на частотах, кратных ей (расположение гармоник в спектре изображено на рис. 9а). Наихудшим случаем (в отношении возникновения муара), является сканирование такого изображения с разрешением сканирования, близким к частоте растра и нулевым углом наклона растра к линейке сканера — при этом в сканированном изображении основной пик растра оказывается в районе нуля, что выглядит как очень сильный муар. Аналогичная ситуация будет возникать, если разрешение сканирования будет близко к частоте одной из гармоник растра. Для правильного сканирования необходимо, чтобы гармоники растра не только не оказывались в области нуля, но и не попадали в область с полезной информацией изображения, расположенной в частотном диапазоне от нуля до первой гармоники (изображена белым кругом на