İkili görüntü

Bir ikili görüntü örneği. Tabela beyaz piksellerden, arka görüntü ise siyah piksellerden oluşmaktadır.

İkili görüntü, siyah ve beyaz olmak üzere iki renkten birine sahip olan piksellerden oluşan görüntüdür. İkili görüntülere iki seviyeli görüntüler de denir. İki renkten oluşan Pixelart, 1-Bit veya 1bit olarak adlandırılır. Bu, her pikselin tek bir bit olarak, yani 0 veya 1 olarak kaydedildiği anlamına gelir. Siyah-beyaz ve tek renkli gibi ifadeler sıklıkla kullanılır. Photoshop sözlüğünde, ikili görüntü "Bitmap" modundaki görüntü ile aynıdır.

İkili görüntüler, dijital görüntü işlemede, maske ile veya görüntü eşikleme ile elde edilebilir. Lazer yazıcılar, faks makineleri ve iki düzeyli bilgisayar ekranları gibi giriş/çıkış aygıtları yalnızca ikili görüntüleri işleyebilir.

İkili bir görüntü, paketlenmiş bir bit dizisi olan bitmap olarak bellekte depolanabilir. 640x480 boyutlarında bir görüntü 37,5 KiB depolama alanı gerektirir. Görüntü dosyalarının küçük boyutlu olması sebebiyle, faks makinesi gibi aygıtlar genellikle bu biçimi kullanır. Çoğu ikili görüntü, sıkıştırma işlemlerinde de kolaylık sağlar.

İkili görüntüler, iki boyutlu tam sayı kafesi olan $Z^{2}$'nin alt kümeleri olarak yorumlanabilir. Morfolojik görüntü işlemede, büyük ölçüde bu biçimden esinlenmiştir.

İkili görüntülerde işlemler

İkili görüntüler üzerinde yapılan bütün işlemler, görüntünün 3x3 pencereleri üzerinde çalışır. Bu durumda her bir pencere 9 piksel içerir, yani $2^{9}$ veya 512 olası değer olduğu söylenebilir. Yalnızca merkezdeki piksel ile etrafındaki piksellere uygun ayar yapılır. Bu tür işlemlere örnek olarak inceltme, genişletme, dallanma ve uç noktalarını bulma, izole edilmiş pikselleri kaldırma, görüntüyü herhangi bir yönde piksel kaydırma işlemleri sayılabilir. "Conway's Game Life" oyunu 3x3 pencere işleminin bir örneğidir.

Başka bir işlem sınıfı, filtreleme kavramına dayanır. Görüntü işlemede gri ölçekli filtreye benzer bir şekilde hedef görüntünün üzerinden geçirilen, genellikle küçük boyutlarda olan ikili görüntüdür. Pikseller yalnızca iki değere sahip olabileceğinden, yapılabilecek morfolojik işlemler erozyon ve genişlemedir. Önemli işlemler, aynı yapılandırma elemanı kullanılarak sırasıyla erozyon, genişleme, erozyon işlemlerinden oluşan morfolojik açma ve morfolojik kapatmadır. Açma, küçük delikleri büyütme, küçük nesneleri kaldırma ve nesneleri ayırma eğilimindedir. Kapatma ise küçük nesneleri tutar, delikleri kaldırır ve nesneleri birleştirme eğilimindedir.

İkili görüntülerde bir diğer önemli özellik ise mesafe dönüşümüdür. Mesafe dönüşümü, işlem yapılmış her pikselin en yakın işlem yapılmamış pikselden uzaklığını verir. Bir görüntüdeki her pikselin bir dizi noktanın en yakınına atandığı Voronoi diyagramlarının verimli bir şekilde hesaplanmasını sağlar. Aynı zamanda, iskeletlerdeki incelmeden farklı olan iskeletleştirmeye izin verir. Bu da orijinal görüntünün geri kazanılmasına izin verir. Mesafe dönüşümü, ayrıca nesnenin merkezini belirlemek ve nesne tanımada eşleştirmek için de kullanılır.

Diğer bir işlem sınıfı, oryantasyon içermeyen ölçümleri toplamaktır. Bu genellikle kameranın yönünün kaldırılması gereken görüntü tanımada önemlidir. Bir grup bağlı veya çerçevelenmiş pikselin oryantasyon içermeyen ölçümleri arasında Euler sayısı, çevre, alan, kompaktlık, deliklerin alanı, minimum yarıçap ve maksimum yarıçap bulunur.

Görüntü Segmentasyonu

İkili görüntüler, renkli görüntülerin segmentasyonu ile elde edilir. Segmentasyon, görüntüdeki her pikseli iki veya daha fazla sınıfa atama işlemidir. İkiden fazla sınıf varsa, sonuç olarak birden fazla görüntü elde edilir. Segmentasyonun en basit yöntemi Otsu metodunun pikselleri gri tonlama yoğunluğuna göre ön plana veya arka plana atayan yöntemidir. Diğer bir yöntem ise havza algoritmasıdır. Kenar algılama algoritması genellikle bazı piksellerin kenar piksellere atandığı ikili bir görüntü oluşturur. Ayrıca karmaşık segmentasyonda ilk adımdır.

İskeletler

İnceltme veya iskeletleştirme denilen yöntemle piksel genişliğinde çizgilerden oluşan ikili görüntüler elde edilir. Dallanma noktaları ve uç noktalar daha sonra çıkarılabilir ve görüntü bir grafiğe dönüştürülebilir. Bu yöntem, görüntü işlemede, örneğin optik karakter tanımada oldukça önemlidir.

Yorum

Piksellerin ikili değerlerinin yorumlanması sisteme bağlıdır. Bazı sistemler, 0'ın bit değerini siyah, 1'in bit değerini beyaz olarak yorumlarken, diğerleri bunun tam tersi olarak yorumlar. Renk taklidi genellikle yarım tonlu görüntüleri görüntülemek için kullanılır.

Dijital sanatta 1-Bit

1-Bit veya 1bit art olarak bilinen ikili Pixelart, ilk bilgisayarlardan beri grafikleri görüntülemenin bir yöntemi olmuştur. zx81 gibi ilk bilgisayarlar kısıtlamayı donanımın bir gereği olarak görürken, Game & Watch ve Tamagotchi gibi elde taşınan LCD oyunları, Macintosh gibi grafik kullanıcı arayüzlerine odaklanan ilk bilgisayarların yanı sıra kültürü teşvik etmede büyük adımlar attı.

1bit sanatın modern örnekleri, bağımsız video oyunlarında ve diğer dijital sanat ürünlerinde görülebilir. Gato Roboto, Return of Obra Dinn, Minit and World of Horror gibi çok satan oyunlara retro bir hava vermek veya grafik tasarımcılarına geliştirme sürecinde zaman kazandırmak için bir stil olarak 1-Bit kullanılıyor. Deneysel el konsolu Playdate gibi geliştirilmekte olan yeni 1-Bit donanım bile mevcuttur.

Piksel sanatçılar için 1-Bit, ortak bir zorluk haline geldi. Pixelart yarışması Pixtogether, katılımcılarından yalnızca iki renk kullanmasını istedi. Pek çok sanatçı 1-Bit sanat yapamıyor, ancak çoğu çalışmak için bilgi alışverişinde bulunarak birbirleriyle iletişim halinde kalıyor.

1-Bit ve diğer piksel çizimlerinde popüler YouTube eğitimleri yapan Brandon James Greer, "kısıtlamanın bazı benzersiz yaklaşımlara yol açtığını" ve 1-Bit'te çalışmanın "çok eğlenceli ve benzersiz bir zorluk" olduğunu söylüyor.

1-Bit'in kendisi bir sanat stili olarak adlandırılabilirken, her parça ikinci bir stile de girer. 1-Bit sanat stillerindeki farklılıklar, örneğin kullanılıp kullanılmadığı, ne kadar ve ne tür titreme kullanıldığı, görüntü çözünülürlüğü, ana hatların kullanımı ve sanat eserinin ne kadar ayrıntılı olduğudur.

Görüntü sensörü

Yüksek hızda örneklenmiş ikili görüntü sensörü, geleneksel fotoğraf filmini anımsatan yeni bir görüntü sensörüdür. Sensördeki her piksel, yerel ışık yoğunluğunun yalnızca bir bit nicelleştirilmiş ölçümünü veren ikili bir yanıta sahiptir.