Изображение может быть определено как набор пикселей. Каждый пиксель имеет значение, которое определяет его цвет. Это значение называется значением пикселя. На следующем рисунке показан пример расположения пикселей в изображении.

Изображение 5x5

На приведенном выше рисунке показано изображение размером 5x5, имеющее 25 пикселей, то есть 5 строк по 5 пикселей в каждой. Такие изображения (небольшие, например, 5x5) практически не используются. Это показано только для понимания. Память, занимаемая значением пикселя, называется размером пикселя. Следовательно, размер изображения является произведением количества пикселей и размера пикселя. https://limonsu.ru/

Типы данных

Обычно используемые типы данных изображений следующие.
1-битное изображение

Изображения с размером пикселя в 1 бит называются 1-битными изображениями. 1-разрядное число в базе 2 соответствует 0 или 1 в базе 10. Следовательно, значение пикселя может быть равно 0 или 1. Здесь 0 обозначает черный цвет, а 1 обозначает белый цвет. Следовательно, изображение может иметь только два цвета: чистый черный и чистый белый. В настоящее время они не часто используются.

8-разрядные изображения с серой шкалой

Изображения с размером пикселя 8 бит называются 8-разрядными изображениями. 8-разрядное число в базе 2 соответствует от 0 до 255 в базе 10. Следовательно, значение каждого пикселя варьируется от 0 до 255. Значения от 0 до 255 присваиваются 256 различным оттенкам серого, где 0 - чистый черный, а 1 - чистый белый. Такие изображения называются 8-разрядными изображениями в масштабе серого.

24-разрядные цветные изображения

Изображения с размером пикселя 24 бита называются 24-разрядными цветными изображениями. Основными цветами являются красный, зеленый и синий. Итак, любой другой цвет представляет собой комбинацию этих трех цветов. Учитывая 256 различных значений для каждого из красного, зеленого и синего, т.е. 8 бит для каждого из R-value, G-value и B-value, пиксель занимает 24 бита. Они полезны, но требуют модификации, поскольку занимают много места.

8-разрядные цветные изображения

Изображения с размером пикселя 8 бит называются 8-разрядными изображениями. Понятно, что 24-битное цветное изображение занимает много места. Следовательно, необходимо преобразовать их в 8-битные изображения с сохранением цвета. Для этой цели вводятся таблицы поиска цвета. Таблица поиска цвета содержит 256 записей. Каждая запись состоит из числа от 0 до 255 и 24-битного значения цвета (8-битное R-значение, 8-битное G-значение, 8-битное B-значение). Способ построения таблицы поиска цвета для изображения заключается в следующем.
Выберите блок изображения, который состоит практически из всех цветов изображения.
Примените алгоритм медианного вырезания и отметьте медиану в качестве первой записи в таблице поиска цвета.
Повторите процесс и заполните таблицу поиска цветов.

Теперь, когда таблица поиска цвета построена, 24-разрядное цветное изображение должно быть преобразовано в 8-разрядное изображение. Метод такого преобразования заключается в следующем.
Для каждого 24-битного значения цвета в изображении найдите запись в таблице поиска цвета так, чтобы евклидово расстояние было наименьшим.
Замените 24-разрядное значение цвета значением 0-255 в только что найденной записи таблицы поиска цвета.

Здесь евклидово расстояние - это не что иное, как разница между двумя цветами. Таким образом, 24-разрядное цветное изображение преобразуется в 8-разрядное изображение, тем самым уменьшая объем занимаемой памяти и сохраняя цвет. Такие изображения называются 8-разрядными цветными изображениями.

Форматы файлов

Это список некоторых форматов файлов изображений.
GIF: это означает формат графического обмена. Этот формат используется для хранения 8-разрядных цветных изображений. Существует две версии GIF, которые называются GIF87a и GIF89a. Последний используется для анимированных GIF-файлов.
JPEG - расшифровывается как Joint Photographic Experts Group. Он также представлен в формате JPG. Для хранения изображений используется технология сжатия с потерями (некоторые цвета теряются, но различия не могут быть обнаружены человеческим глазом). Его расширением является стандарт JPEG2000, который поддерживает как методы сжатия с потерями, так и без потерь (ничего не теряется).
PNG - расшифровывается как Portable Network Graphics. Он создан как альтернатива GIF с открытым исходным кодом. В дополнение к GIF, он также поддерживает 24-битные и 48-битные цвета.
BMP - это расшифровывается как битовая карта. Используется в операционных системах Microsoft Windows. Из-за его простой структуры он принимается, несмотря на то, что он поддерживает сжатие без потерь и занимает больше памяти.

Некоторые другие форматы файлов: TIFF (формат файлов изображений с тегами), EXIF (формат сменных файлов изображений), HEIF (формат файлов изображений с высокой эффективностью), BPG (улучшенная переносимая графика) и т. Д.