قناة (صورة رقمية)

تتكون الصور الرقمية الملونة من وحدات بكسل ، وتتكون وحدات البكسل من مزيج من الألوان الأساسية المُمثلة بسلسلة من الرموز. القناة في هذا السياق هي صورة رمادية بنفس حجم الصورة الملونة، تتكون من لون أساسي واحد فقط. على سبيل المثال، تحتوي الصورة الملتقطة بكاميرا رقمية عادية على قنوات الأحمر والأخضر والأزرق. أما الصورة الرمادية فتحتوي على قناة واحدة فقط.

في نظم المعلومات الجغرافية ، غالباً ما يشار إلى القنوات باسم نطاقات البيانات النقطية . ^{[ 1 ]} وهناك مفهوم آخر وثيق الصلة وهو خرائط الميزات ، والتي تستخدم في الشبكات العصبية الالتفافية .

في العالم الرقمي، يمكن أن تتكون الصورة من أي عدد من الألوان الأساسية التقليدية؛ وفي هذه الحالة، تُوسّع القناة لتشمل الصورة الرمادية المبنية على أي لون أساسي تقليدي. وبالمثل، تُعتبر القناة أي صورة رمادية بنفس أبعاد الصورة الأصلية ومرتبطة بها .

القناة مصطلح شائع يُستخدم للإشارة إلى عنصر مُحدد من الصورة. في الواقع، يمكن لأي تنسيق صورة استخدام أي خوارزمية داخلية لتخزين الصور. على سبيل المثال، تُشير صور GIF إلى اللون في كل بكسل برقم فهرس ، وهو رقم يُشير إلى جدول تُخزن فيه ثلاثة مكونات لونية. ومع ذلك، وبغض النظر عن كيفية تخزين تنسيق معين للصور، يُمكن دائمًا تحديد قنوات الألوان المنفصلة، ​​طالما أمكن عرض صورة ملونة نهائية.

يتجاوز مفهوم القنوات نطاق الطيف المرئي في التصوير متعدد الأطياف وفائق الأطياف . في هذا السياق، تتوافق كل قناة مع نطاق من الأطوال الموجية وتحتوي على معلومات طيفية . ويمكن أن يكون للقنوات عروض ونطاقات متعددة.

توجد ثلاثة أنواع رئيسية من القنوات (أو نماذج الألوان )، ولكل منها نقاط قوة وضعف خاصة بها.

تخزن قناة ألفا معلومات الشفافية، فكلما زادت قيمتها، زادت عتامة البكسل. لا تقيس أي كاميرا أو ماسح ضوئي الشفافية، مع أن الأجسام المادية قد تتمتع بالشفافية، إلا أن قناة ألفا مفيدة للغاية في دمج الصور الرقمية.

تتضمن تقنية الشاشة الزرقاء تصوير الممثلين أمام خلفية ذات لون أساسي، ثم ضبط هذا اللون ليصبح شفافًا، ودمجه مع خلفية.

تستخدم تنسيقات الصور GIF و PNG قنوات ألفا على شبكة الويب العالمية لدمج الصور على صفحات الويب بحيث تظهر بشكل عشوائي حتى على خلفية غير موحدة .

في رسومات الحاسوب ثلاثية الأبعاد ، تُستخدم قنوات متعددة للتحكم الإضافي في عرض المواد؛ على سبيل المثال، التحكم في الانعكاسات وما إلى ذلك.

في عملية تحويل الصور إلى صيغة رقمية، تُحوّل قنوات الألوان إلى أرقام. ولأن الصور تحتوي على آلاف البكسلات، ولكل بكسل قنوات متعددة، تُشفّر القنوات عادةً بأقل عدد ممكن من البتات. القيم الشائعة هي 8 بتات لكل قناة أو 16 بتًا لكل قناة. أما تقنية الألوان المفهرسة فتُزيل القنوات تمامًا، لتحصل مثلاً على 3 قنوات في 8 بتات (في صيغة GIF ) أو 16 بتًا.

بما أن الدماغ لا يدرك بالضرورة الفروق في كل قناة بنفس الدرجة كما في القنوات الأخرى، فمن الممكن أن يؤدي اختلاف عدد البتات المخصصة لكل قناة إلى تخزين أكثر مثالية؛ على وجه الخصوص، بالنسبة لصور RGB، قد يكون ضغط القناة الزرقاء أكثر من ضغط القناة الحمراء أقل من ضغطها أفضل من إعطاء مساحة متساوية لكل منهما.

من بين التقنيات الأخرى، يستخدم ضغط الفيديو مع فقدان البيانات أخذ عينات فرعية من اللون لتقليل عمق البت في قنوات اللون ( الصبغة والتشبع )، مع الحفاظ على جميع معلومات السطوع (القيمة في HSV ).

تقوم تقنية HiColor ذات 16 بت بتخزين اللونين الأحمر والأزرق في 5 بتات، والأخضر في 6 بتات.