الصورة الثنائية هي صورة رقمية تحتوي على قيمتين محتملتين فقط لكل بكسل. عادةً ما يكون اللونان المستخدمان للصورة الثنائية هما الأبيض والأسود. اللون المستخدم للكائن (الكائنات) في الصورة هو لون المقدمة بينما بقية الصورة لون الخلفية. في صناعة المسح المستند إلى المستندات ، غالبًا ما يشار إليه باسم “نغمة ثنائية”.

تسمى الصور الثنائية أيضًا بمستوى ثنائي أو مستويين. وهذا يعني أنه يتم تخزين كل بكسل على هيئة بتة واحدة – أي 0 أو 1. يتم استخدام الأسماء بالأبيض والأسود أو B & W أو أحادي اللون أو أحادي اللون لهذا المفهوم ، ولكن يمكن أيضًا تعيين أي صور تحتوي على عينة واحدة فقط لكل بكسل ، مثل الصور الرمادية. في Photoshop parlance ، تكون الصورة الثنائية هي نفسها كصورة في وضع “Bitmap”.

غالباً ما تنشأ الصور الثنائية في معالجة الصور الرقمية كأقنعة أو كنتيجة لعمليات معينة مثل التجزئة ، والعتبة ، والتدرج. يمكن لبعض أجهزة الإدخال / الإخراج ، مثل طابعات الليزر وأجهزة الفاكس وشاشات عرض الكمبيوتر الثنائية ، معالجة الصور ثنائية الصفوف فقط.

يمكن تخزين صورة ثنائية في الذاكرة كصورة نقطية ، وهي مجموعة معبأة من البتات. تتطلب صورة 640 × 480 مساحة تخزين قدرها 37.5 كيلوبايت. نظرًا لصغر حجم ملفات الصور ، تستخدم عادةً أجهزة الفاكس وحلول إدارة المستندات هذا التنسيق. كما يتم ضغط معظم الصور الثنائية بشكل جيد مع أنظمة ضغط طول التشغيل البسيطة.

يمكن تفسير الصور الثنائية على أنها مجموعات فرعية للشبيكة الرقمية ثنائية الأبعاد Z2 ؛ كان مجال معالجة الصور المورفولوجية مستوحى إلى حد كبير من هذا المنظر.

العمليات على الصور الثنائية
تعمل فئة كاملة من العمليات على الصور الثنائية على نافذة 3 × 3 من الصورة. يحتوي هذا على تسع بكسلات ، لذا 512 (2 ^ 9) القيم المحتملة. بالنظر فقط إلى البكسل المركزي ، من الممكن تحديد ما إذا كان يظل مضبوطًا أو غير مخصص ، استنادًا إلى وحدات البكسل المحيطة. ومن أمثلة هذه العمليات التخفيف والتوسع وإيجاد نقاط فرعية ونقاط نهاية ، وإزالة وحدات البكسل المعزولة ، وتحويل الصورة بكسل في أي اتجاه ، وكسر اتصالات H. لعبة كونواي للحياة هي أيضا مثال على عملية نافذة 3 × 3.

تعتمد فئة أخرى من العمليات على فكرة الترشيح مع عنصر هيكلة. عنصر الهيكلة هو صورة ثنائية ، عادة ما تكون صغيرة ، والتي يتم تمريرها فوق الصورة المستهدفة ، بطريقة مشابهة لمرشح في معالجة الصورة ذات المقياس الرمادي. بما أن البيكسلات يمكن أن تحتوي على قيمتين فقط ، فإن العمليات المورفولوجية هي تآكل (أي بكسل غير مضمن داخل عنصر الهيكلة يؤدي إلى عدم تعيين البيكسل) والتوسيع (أي وحدات البكسل في عنصر الهيكلة تتسبب في تعيين البيكسل). العمليات الهامة هي الافتتاح المورفولوجي والإغلاق المورفولوجي الذي يتكون من تآكل يتبعه تمدد وتوسيع يتبعه تآكل ، على التوالي ، باستخدام نفس عنصر الهيكلة. يميل الفتح إلى تكبير الفتحات الصغيرة ، وإزالة الأشياء الصغيرة ، وكائنات منفصلة. يحتفظ الإغلاق بالكائنات الصغيرة ، ويزيل الثقوب ، وينضم للكائنات.

إحدى السمات الهامة جدًا للصورة الثنائية هي تحويل المسافة. هذا يعطي المسافة لكل بكسل مجموعة من أقرب unset pixel. يمكن حساب تحويل المسافة بكفاءة. وهو يسمح بالحوسبة الفعالة للرسوم البيانية Voronoi ، حيث يتم تعيين كل بكسل في صورة إلى أقرب مجموعة من النقاط. كما أنه يسمح للهيكل العظمي ، الذي يختلف عن الترقق في الهياكل العظمية التي تسمح باستعادة الصورة الأصلية. يعد تحويل المسافة مفيدًا أيضًا لتحديد مركز الكائن ، وللتطابق في التعرف على الصور.

هناك فئة أخرى من العمليات تجمع المقاييس الخالية من التوجهات. هذا أمر مهم في كثير من الأحيان في التعرف على الصور حيث يحتاج إلى إزالة اتجاه الكاميرا. تشتمل المقاييس الخالية من التوجيه لمجموعة من البيكسلات المتصلة أو المحيطة على رقم أويلر ، المحيط ، المساحة ، الاكتناز ، مساحة الثقوب ، نصف القطر الأدنى ، نصف القطر الأقصى.

تقطيع الصورة
يتم إنتاج الصور الثنائية من الصور الملونة عن طريق التجزئة. التقسيم هو عملية تعيين كل بكسل في الصورة المصدر إلى فئتين أو أكثر. إذا كان هناك أكثر من فئتين ، تكون النتيجة المعتادة عدة صور ثنائية. ربما يكون أبسط أشكال التقسيم هو طريقة أوتسو التي تعين البيكسلات في المقدمة أو الخلفية على أساس كثافة تدرج الرمادي. طريقة أخرى هي خوارزمية مستجمعات المياه. وكثيراً ما يقوم اكتشاف الحافة أيضًا بإنشاء صورة ثنائية مع بعض البكسلات المعيّنة إلى بيكسلات الحواف ، وهي أيضًا خطوة أولى في تجزئة إضافية.

هياكل عظمية
تنتج عملية التخفيف أو الهيكل العظمي صورًا ثنائية تتكون من خطوط على مستوى البكسل. يمكن بعد ذلك استخراج النقاط الفرعية ونقاط النهاية ، وتحويل الصورة إلى رسم بياني. هذا أمر مهم في التعرف على الصور ، على سبيل المثال في التعرف الضوئي على الحروف.

ترجمة
إن تفسير القيمة الثنائية للبكسل يعتمد أيضًا على الجهاز. تفسر بعض الأنظمة قيمة البت من 0 باللون الأسود و 1 كأبيض ، بينما عكس البعض الآخر معنى القيم. في واجهة TWAIN للكمبيوتر الشخصي للماسحات الضوئية والكاميرات الرقمية ، يُطلق على النكهة الأولى الفانيليا والشوكولاتة المعكوسة.

غالبًا ما يتم استخدام التدرج لعرض صور نصفية.

صورة الاستشعار التقاط الصور الثنائية
إن مستشعر الصورة الثنائية غير المستقر هو مستشعر صورة جديد يذكرنا بفيلم التصوير الفوتوغرافي التقليدي. كل بكسل في المستشعر لديه استجابة ثنائية ، ويعطي فقط قياسًا كميًا واحدًا لقياس شدة الإضاءة المحلية.