La codifica delle immagini

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1 La codifica delle immagini Lettere e nmeri non costitiscono le niche informazioni tilizzate dagli elaboratori ma si stanno diffondendo sempre di più applicazioni che tilizzano ed elaborano anche altri tipi di informazione: diagrammi, immagini, soni. Spesso in qesti casi si parla di applicazioni di tipo mltimediale

2 La codifica delle immagini Vediamo solo il caso delle immagini Esistono nmerose tecniche che vengono tilizzate per la memorizzazione digitale e l'elaborazione di n'immagine Consideriamo n'immagine in bianco e nero, senza ombreggiatre o livelli di chiaroscro

3 La codifica delle immagini Sddividiamo l immagine mediante na griglia formata da righe orizzontali e verticali a distanza costante

4 La codifica delle immagini Ogni qadratino derivante da tale sddivisione prende il nome di pixel (pictre element) e pò essere codificato in binario secondo la segente convenzione: Il simbolo 0 viene tilizzato per la codifica di n pixel corrispondente ad n qadratino bianco (in ci il bianco è predominante) Il simbolo 1 viene tilizzato per la codifica di n pixel corrispondente ad n qadratino nero (in ci il nero è predominante)

5 La codifica delle immagini Poiché na seqenza di bit è lineare, è necessario definire delle convenzioni per ordinare la griglia dei pixel in na seqenza. Assmiamo che i pixel siano ordinati dal basso verso l'alto e da sinistra verso destra Con qesta convenzione la rappresentazione della figra sarà data dalla stringa binaria

6 La codifica delle immagini Non sempre il contorno della figra coincide con le linee della griglia. Qella che si ottiene nella codifica è n'approssimazione della figra originaria Se riconvertiamo la stringa in immagine otteniamo

7 La codifica delle immagini La rappresentazione sarà più fedele all'amentare del nmero di pixel, ossia al diminire delle dimensioni dei qadratini della griglia in ci è sddivisa l'immagine zz

8 La codifica delle immagini Assegnando n bit ad ogni pixel è possibile codificare solo immagini senza livelli di chiaroscro Le immagini in bianco e nero hanno delle sfmatre (diversi livelli di intensità di grigio Per codificare le immagini con diversi livelli di grigio si sa la stessa tecnica: per ogni pixel si stabilisce il livello medio di grigio ci viene assegnata convenzionalmente na rappresentazione binaria Per memorizzare n pixel non è più sfficiente n solo bit. Ad esempio, se tilizziamo qattro bit possiamo rappresentare 2 4 =16 livelli di grigio, mentre con otto bit ne possiamo distingere 2 8 =256, ecc.

9 La codifica delle immagini Analogamente possiamo codificare le immagini a colori. In qesto caso si tratta di individare n certo nmero di sfmatre di colore differenti e di codificare ogni sfmatra mediante n'opportna seqenza di bit Ad esempio, i monitor tilizzano risolzioni di 640X480, 1024X768, oppre 1280X1024 ed n nmero di colori per pixel che va da 256 fino a sedici milioni di colori La rappresentazione di n'immagine mediante la codifica dei pixel, viene chiamata codifica bitmap Il nmero di byte richiesti dipende dalla risolzione e dal nmero di colori che ogni pixel pò assmere

10 La codifica delle immagini Per distingere 256 colori sono necessari otto bit per la codifica di ciascn pixel: la codifica di n'immagine formata da 640X480 pixel richiederà bit ( byte) Esistono delle tecniche di compressione delle informazione che consentono di ridrre drasticamente lo spazio occpato dalle immagini Immagini in movimento: memorizzazione mediante seqenze di fotogrammi (sono necessarie delle tecniche per ottimizzare tale memorizzazione)

11 Architettra dei compter In n compter possiamo distingere cinqe nità fnzionali: l nità di controllo l nità aritmetico-logica la memoria centrale (RAM) la memoria periferica i dispositivi di ingresso/scita

12 Strttra di n compter Memoria centrale (RAM) Memoria periferica Unità di scita Unità di controllo Unità di ingresso PROCESSORE Unità logico aritmetica

13 Componenti principali di n compter Unità centrale Processore Controller Memoria centrale (centrale) Bs Stampante Terminale Periferiche di ingresso/scita Memorie di massa (periferiche)

14 La memoria centrale Fornisce la capacità di memorizzare le informazioni Pò essere vista come na lnga seqenza di componenti elementari, ognna delle qali pò contenere n nità di informazione (n bit) Le componenti elementari sono aggregate tra di loro e formano delle strttre complesse dette celle (otto bit formano n byte) La memoria pò essere vista come na seqenza di celle

15 La memoria centrale N Ciascna cella è caratterizzata da n indirizzo Gli indirizzi corrispondono all ordinamento delle celle nella seqenza Gli indirizzi sono nmeri interi (partono da 0)

16 La memoria centrale Un altro nome con ci viene indicata la memoria centrale è memoria RAM (Random Access Memory) Qesta definizione indica che il tempo di accesso ad na cella è lo stesso indipendente dalla posizione della cella Le operazioni che si possono effettare slla memoria sono le operazioni di lettra e scrittra di informazioni nelle celle

17 La memoria centrale Le dimensioni della memoria centrale variano a seconda del tipo di compter e vengono espresse mediante le segenti nità di misra: 1 Kilobyte (KByte) corrisponde a 1024 byte 1 Megabyte (MByte) corrisponde a 1024 KByte 1 Gigabyte (GByte) corrisponde a 1024 MByte 1 Terabyte (TByte) corrisponde a 1024 GByte Nei compter attali le dimensioni tipiche della memoria centrale vanno da 64 MB a 1 GB

18 La memoria centrale Un altro aspetto che caratterizza la memoria è il tempo di accesso (tempo necessario per leggero o scrivere n informazione in na cella) Le memorie centrali dei compter attali sono molto veloci e i loro tempi di accesso sono di pochi nanosecondi (n miliardesimo di secondo)

19 La memoria centrale La memoria centrale perde ogni so contento qando si interrompe l alimentazione elettrica. Qesta caratteristica viene chiamata volatilità È qindi necessario per conservare le informazioni (programmi e dati) avere altri tipi di memoria che preservano il contento anche senza alimentazione elettrica