量子化の概念

信号とシステムのチュートリアルで量子化を導入しました。このチュートリアルでは、正式にデジタル画像と関連付けます。まず、量子化について少し説明しましょう。

信号のデジタル化

前のチュートリアルで見たように、アナログ信号をデジタルにデジタル化するには、2つの基本的な手順が必要です。サンプリングと量子化。サンプリングはx軸で行われます。これは、x軸（無限値）のデジタル値への変換です。

次の図は、信号のサンプリングを示しています。

サンプリング

デジタル画像に関連するサンプリング

サンプリングの概念は、ズームに直接関連しています。より多くのサンプルを取得すればするほど、より多くのピクセルが得られます。オーバーサンプリングはズームとも呼ばれます。これは、サンプリングとズームのチュートリアルで説明されています。

しかし、信号のデジタル化の話もサンプリングで終わるわけではなく、量子化として知られる別のステップがあります。

量子化とは

量子化はサンプリングの反対です。 y軸で行われます。画像を量子化するとき、実際には信号を量子（パーティション）に分割します。

信号のx軸には座標値があり、y軸には振幅があります。したがって、振幅のデジタル化は量子化と呼ばれます。

ここでどのように行われます

量子化

この画像では、信号が3つの異なるレベルに定量化されていることがわかります。つまり、画像をサンプリングするときに、実際には多くの値を収集し、量子化では、これらの値にレベルを設定します。これは、下の画像でより明確になります。

量子化レベル

サンプリングに示されている図では、サンプルが取得されていますが、グレーレベル値の連続範囲まで垂直に広がっています。上記の図では、これらの垂直方向の範囲の値は、5つの異なるレベルまたはパーティションに量子化されています。 0黒から4白までの範囲。このレベルは、必要な画像の種類によって異なる場合があります。

量子化とグレーレベルの関係については、以下でさらに説明します。

量子化とグレーレベル解像度の関係：

上記の量子化された図には、5つの異なるレベルのグレーがあります。つまり、この信号から形成された画像には、5色しかありません。それは、グレーのいくつかの色を持つ多かれ少なかれ白黒の画像でしょう。ここで、画像の品質をより良くするために、ここでできることが1つあります。つまり、レベルを上げるか、グレーレベルの解像度を上げるかです。このレベルを256に上げると、グレースケールイメージがあることを意味します。シンプルな白黒画像よりもはるかに優れています。

現在、256、または5、または選択したレベルはグレーレベルと呼ばれます。前のグレーレベル解像度のチュートリアルで説明した公式を思い出してください。

bpp

グレーレベルは2つの方法で定義できることを説明しました。これらはどちらでしたか。