На рис.6 в виде гистограммы показан двухмерный сигнал одного пространственного периода растровой функции, используемой при цифровом растрировании изображения в растровом процессоре, а на рис.7 – результат такого растрирования для значения сигнала тона Сигнал тона, имеющий одно значение 100 для всех пространственных периодов (Рис. 8) представлен плоскостью, отсекающей от сигнала растровой функции часть значений, уровень которых равен или превышает данное значение сигнала тона. Субэлементы, отвечающие такому условию, относят к печатным, а субэлементы, не отвечающие такому условию – к пробельным.

Показанные выше примеры использования программы Excel ограничены иллюстрационной функцией результатов работы других инструментальных программ растровой графики. В тоже время любой график Excel, в т. ч. импортированный в текстовый редактор Word, может быть модифицирован средствами Excel для более полного изучения иллюстрируемого процесса. На рис.8 показан результат пространственного линейного преобразования (поворота) трехмерного графика (Рис.7), в результате которого образуется его двухмерная проекция – модель растрового изображения для уровня сигнала тона

В программе Excel, кроме иллюстративных функций, могут быть реализованы достаточно сложные алгоритмы обработки изображений, например, алгоритмы пространственной фильтрации, интерполяционные алгоритмы и т. д. Результаты такой обработки могут быть представлены в форме, предусмотренной в программе Excel, например, в виде двухмерных и трехмерных графиков или таблиц значений цифрового сигнала. Для перехода к изображению, представленному двухмерным цифровым сигналом с двоичной кодировкой значений, используется программа конвертирования txtbin.exe значений из текстового формата записи чисел, используемого в программе Excel в бинарный формат графического файла *.raw. Ниже приведен исходный текст программы txtbin.exe на языке Turbo Pascalp>

program TXTBIN;

var

y:byte;

f2: file of byte;

f1:text;

z,h,d,v,b:string;

k:boolean;

r:word;

const

m='\';

label

op, op1, op2, op3;

begin

getdir(0, z);

write('Ввести имя исходного файла', #13, #10);

readln(h);

d:=(z + m) + h;

write('Ввести имя конечного файла',#13,#10);

readln(b);

v:=(z + m) + b;

assign(f1, d);

assign(f2, v);

reset(f1);

rewrite(f2);

r:=0;

op: k:=seekeof(f1);

if k=false then goto op2 else goto op1;

op2: read(f1, y);

seek(f2,r);

write(f2,y);

r:=r+1;

goto op;

op1: close(f1); close(f2);

Задания

Изучить возможности программы Excel для моделирования двухмерных сигналов цифровых изображений;

Создать или подобрать исходные изображения в градациях серого, 8 бит на пиксел;

Выделить фрагмент изображения и представить его как график двухмерного цифрового сигнала;

Выполнить с изображением в программе Photoshop преобразования из следующего перечня и представить результаты в виде графиков:

• изменение диапазона значений сигнала
• инверсия значений сигнала;
• изменение формы градационной характеристики
• размытие по линейномц закону
• размытие по закону Гаусса;
• определение первой производной по пространственным переменным;
• определение второй производной по пространственным переменным;
• нерезкое маскирование;
• автотипное растровое преобразование для различных вариантов растровых функций.

Выполнить с двухмерным сигналом в программе Excel преобразования из следующего перечня и представить результаты в виде изображений:

• изменение диапазона значений сигнала
• инверсия значений сигнала;
• размытие по линейному закону;
• определение первой производной по пространственным переменным;
• определение второй производной по пространственным переменным;
• автотипное растровое преобразование.

Контрольные вопросы

1. Общий принцип преобразований цифрового сигнала, необходимых для представления цифрового изображения в виде трехмерного графика в программе Excel;
2. Соответствие между участками изображения и участками трехмерного графика;
3. Изменения в двухмерном сигнале, представленном в программе Excel в виде трехмерного графика, при размытии границ исходного изображения;
4. Изменения в двухмерном сигнале, представленном в программе Excel в виде трехмерного графика, при увеличении резкости границ исходного изображения;
5. Изменения в двухмерном сигнале, представленном в программе Excel в виде трехмерного графика, при изменении закона распределения градаций в исходом изображении;
6. Изменения в двухмерном сигнале, представленном в программе Excel в виде трехмерного графика, при изменении динамического диапазона исходного изображения;
7. График двухмерного сигнала по изображению контурной маски;
8. Изменения в двухмерном сигнале, представленном в программе Excel в виде трехмерного графика, при инверсии исходного изображения;
9. Принцип автотипного растрового преобразования в виде графической модели в программе Excel (сечение графика растровой функции плоскостью сигнала);
10. Принцип создания модели цифрового НЧ пространственного фильтра в программе и его действие на изображение.