III - WAT IS EEN DIGITAAL BEELD?
Dankzij smartphones, tablets en sociale media maken digitale foto’s tegenwoordig deel uit van ons dagelijkse leven. De beelden die gemaakt worden door sensoren aan boord van teledetectie-platformen zijn misschien anders dan onze vakantiefoto’s qua inhoud, maar hun structuur en de manier waarop ze opgeslagen en verwerkt kunnen worden zijn niet fundamenteel verschillend.
Digitale beelden bestaan uit miljoenen vierkantjes. Zo een vierkantje noemen we een pixel, afgeleid van het Engelse picture element. De pixels vormen samen een regelmatig raster: de beeldmatrix. Elke cel of pixel in die matrix krijgt één of meerdere waarden toebedeeld die verband houden met de helderheid en kleur van het beeld op die plaats.
In een zwart-wit digitaal beeld volstaat één enkele waarde om de helderheid van een pixel weer te geven. Hoe hoger die waarde, hoe helderder (dichter bij wit) de pixel is en hoe lager die waarde is, hoe donkerder de pixel (dichter bij zwart). Hoeveel verschillende grijswaarden de pixels in een beeld precies kunnen weergeven hangt af van het aantal bits dat we eraan toewijzen. Aangezien elke bit de waarde 1 of 0 kan bevatten, volstaan 8 bits (1 byte) per pixel om 256 verschillende waarden te kunnen weergeven (28).
Terwijl de doorsnee waarnemer slechts enkele tientallen grijswaarden kan onderscheiden, kan een goefend menselijk oog in optimale omstandigheden, zoals bijvoorbeeld bij medische beeldschermen met een hoge helderheid en contrast, tot 900 grijswaarden onderscheiden. Voor dergelijke visuele toepassingen volstaan 10 bits in principe dan ook (210=1.024 grijswaarden). Voor automatische analyse van beelden door middel van computeralgoritmen kunnen meer grijswaarden echter wel nuttig zijn.
Indien we kleurenfoto’s digitaal willen opslaan dan volstaat één waarde per pixel niet. We moeten nu immers niet enkel de helderheid of intensiteit kunnen weergeven, maar ook de kleuren. Op beeldschermen kunnen we een kleurenbeeld samenstellen door een intensiteitswaarde toe te kennen aan elk van de drie primaire kleuren (RGB: Rood, Groen, Blauw). Een digitale kleurenfoto bestaat dus in feite uit een beeldmatrix met drie kanalen (RGB). Op basis van de verhoudingen tussen deze numerieke waarden kunnen de primaire kleuren in de pixel gemengd worden tot een breed scala aan kleuren.
Het mengen van de drie primaire kleuren: rood, groen en blauw.
Bron: Wikimedia Commons
We kunnen ook zelf een beeld samenstellen door beeldkanalen uit te kiezen en te combineren. Zo kunnen we bijvoorbeeld een multitemporeel beeld maken door kanalen met dezelfde golflengte, maar opgenomen op verschillende tijdstippen, samen te voegen (zie Multi-temporele analyse & Veranderingsdetectie). Voor radarbeelden is het ook mogelijk verschillende polarisaties te combineren. Ook een combinatie van afgeleide, berekende gegevens is mogelijk zoals principale componentenanalyses of textuurmetrieken (zie Classificatie).