Imagen binaria

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Imagen que comprende exactamente dos colores, típicamente blanco y negro
Una fotografía de un signo de Vecindad es el color de primer plano mientras que el resto de la imagen es el color de fondo. En la industria de la elaboración de documentos, esto a menudo se denomina "bi-tonal".

Una imagen binaria es aquella que consta de píxeles que pueden tener exactamente dos colores, generalmente blanco y negro. Las imágenes binarias también se denominan bi-level o two-level, Pixelart hecho de dos colores a menudo se denomina 1-Bit o 1bit. Esto significa que cada píxel se almacena como un único bit, es decir, un 0 o un 1. Los nombres blanco y negro, B&N, monocromático o monocromático suelen ser utilizado para este concepto, pero también puede designar cualquier imagen que tenga solo una muestra por píxel, como las imágenes en escala de grises. En el lenguaje de Photoshop, una imagen binaria es lo mismo que una imagen en "mapa de bits" modo.

Las imágenes binarias a menudo surgen en el procesamiento de imágenes digitales como máscaras o umbralización y tramado. Algunos dispositivos de entrada/salida, como impresoras láser, máquinas de fax y pantallas de computadora de dos niveles, solo pueden manejar imágenes de dos niveles.

Una imagen binaria se puede almacenar en la memoria como un mapa de bits, una matriz empaquetada de bits. Una imagen de 640 × 480 requiere 37,5 KiB de almacenamiento. Debido al pequeño tamaño de los archivos de imagen, las máquinas de fax y las soluciones de gestión de documentos suelen utilizar este formato. La mayoría de las imágenes binarias también se comprimen bien con esquemas simples de compresión de longitud de ejecución.

Las imágenes binarias se pueden interpretar como subconjuntos de la red de enteros bidimensional Z2; el campo del procesamiento de imágenes morfológicas se inspiró en gran medida en este punto de vista.

Operaciones sobre imágenes binarias

Toda una clase de operaciones en imágenes binarias opera en una ventana de 3×3 de la imagen. Contiene nueve píxeles, por lo que 29 o 512 valores posibles. Teniendo en cuenta solo el píxel central, es posible definir si permanece activado o desactivado, en función de los píxeles circundantes. Ejemplos de tales operaciones son el adelgazamiento, la dilatación, la búsqueda de puntos de bifurcación y extremos, la eliminación de píxeles aislados, el desplazamiento de la imagen un píxel en cualquier dirección y la ruptura de conexiones H. Game of Life de Conway también es un ejemplo de una operación de ventana de 3×3.

Otra clase de operaciones se basa en la noción de filtrado con un elemento estructurante. El elemento de estructuración es una imagen binaria, generalmente pequeña, que se pasa sobre la imagen de destino, de manera similar a un filtro en el procesamiento de imágenes en escala de grises. Dado que los píxeles solo pueden tener dos valores, las operaciones morfológicas son la erosión (cualquier píxel no fijado dentro del elemento estructurante hace que el píxel se deshaga) y dilatación (cualquier píxel fijado dentro del elemento estructurante hace que el píxel se fije). Operaciones importantes son la apertura morfológica y el cierre morfológico que consisten en erosión seguida de dilatación y dilatación seguida de erosión, respectivamente, utilizando el mismo elemento estructurante. La apertura tiende a agrandar agujeros pequeños, quitar objetos pequeños y separar objetos. El cierre retiene objetos pequeños, elimina agujeros y une objetos.

Una característica muy importante de una imagen binaria es la transformación de distancia. Esto da la distancia de cada píxel establecido desde el píxel no establecido más cercano. La transformación de distancia se puede calcular de manera eficiente. Permite el cálculo eficiente de los diagramas de Voronoi, donde cada píxel de una imagen se asigna al más cercano de un conjunto de puntos. También permite la esqueletización, que se diferencia del adelgazamiento en que los esqueletos permiten recuperar la imagen original. La transformación de distancia también es útil para determinar el centro del objeto y para hacer coincidir el reconocimiento de imágenes.

Otra clase de operaciones es recopilar métricas sin orientación. Esto suele ser importante en el reconocimiento de imágenes, donde es necesario eliminar la orientación de la cámara. Las métricas sin orientación de un grupo de píxeles conectados o rodeados incluyen el número de Euler, el perímetro, el área, la compacidad, el área de agujeros, el radio mínimo, el radio máximo.

Segmentación de imágenes

Las imágenes binarias se producen a partir de imágenes en color mediante segmentación. La segmentación es el proceso de asignar cada píxel de la imagen de origen a dos o más clases. Si hay más de dos clases, el resultado habitual son varias imágenes binarias. La forma más simple de segmentación es probablemente el método de Otsu, que asigna píxeles al primer plano o al fondo en función de la intensidad de la escala de grises. Otro método es el algoritmo de cuenca hidrográfica. La detección de bordes también suele crear una imagen binaria con algunos píxeles asignados a los píxeles de los bordes, y también es un primer paso en una mayor segmentación.

Esqueletos

La simplificación o esqueletización produce imágenes binarias que consisten en líneas del ancho de un píxel. A continuación, se pueden extraer los puntos de ramificación y los puntos finales y convertir la imagen en un gráfico. Esto es importante en el reconocimiento de imágenes, por ejemplo, en el reconocimiento óptico de caracteres.

Interpretación

La interpretación del valor binario del píxel también depende del dispositivo. Algunos sistemas interpretan el valor de bit de 0 como negro y 1 como blanco, mientras que otros invierten el significado de los valores. En la interfaz de PC estándar TWAIN para escáneres y cámaras digitales, el primer sabor se llama vainilla y el inverso chocolate.

El tramado se usa a menudo para mostrar imágenes de medios tonos.

1 bit en el arte digital

1-bit pixel art of a person
1-bit pixel art combinando imágenes con texto

El pixelart binario, mejor conocido como 1-Bit o 1bit art, ha sido un método para mostrar gráficos desde las primeras computadoras. Mientras Las primeras computadoras como la zx81 usaban la restricción como una necesidad del hardware, los juegos LCD portátiles como Game & Watch y Tamagotchi, junto con las primeras computadoras centradas en interfaces gráficas de usuario como Macintosh, dieron grandes pasos en la promoción de la cultura, la técnica y la estética de las restricciones del arte de 1 bit.

Los ejemplos modernos de arte de 1 bit son visibles en los videojuegos independientes y otras artes digitales. Los juegos más vendidos como Gato Roboto, Return of the Obra Dinn, Minit y World of Horror usan 1bit como un estilo para dar a sus juegos una sensación retro o simplemente para ahorrarles tiempo a los diseñadores gráficos en el desarrollo. Incluso hay nuevo hardware de 1 bit en desarrollo, como la consola portátil experimental Playdate.

Para los artistas de píxeles, 1-Bit se ha convertido en un desafío común para crear arte. El concurso de pixelart Pixtogether requería que sus participantes usaran solo dos colores para su décimo concurso mensual. No muchos artistas hacen principalmente arte de 1 bit, pero muchos de ellos se mantienen en contacto entre sí para intercambiar conocimientos sobre cómo trabajar con la restricción y organizar sus propias colaboraciones.

Brandon James Greer, que hace populares tutoriales de YouTube sobre 1 bit y otras ilustraciones de píxeles, dice que "la restricción lleva a algunos enfoques únicos" y que trabajar en 1-Bit es "un desafío muy divertido y único".

Si bien 1 bit puede considerarse un estilo artístico en sí mismo, cada pieza también se incluye en un segundo estilo. Las diferencias obvias en los estilos artísticos de 1 bit son, por ejemplo, si se utiliza, cuánto y qué tipo de interpolación se utiliza, la resolución de la imagen, el uso de contornos y el nivel de detalle de la ilustración.

Sensor de imagen captura imágenes binarias

El sensor de imagen binario sobremuestreado es un nuevo sensor de imagen que recuerda a la película fotográfica tradicional. Cada píxel en el sensor tiene una respuesta binaria, dando solo una medida cuantificada de un bit de la intensidad de la luz local.

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