Ditheringillä

Ditheringillä tarkoitetaan kuvan- ja signaalinkäsittelyn menetelmää, jolla rajoitetun väripalettin tai amplitudien puitteissa pyritään ilmaisemaan laajempi sävyvariaatio. Käytännössä kvantointivirhettä hajautetaan tai lisätään seuraaville näytteille, jolloin yksittäisten portaiten reunat hälvenevät ja kokonaisvaikutus näyttää samankaltaiselta kuin suuremmalla väripalettia. Ditheringiä käytetään sekä kuvissa että äänisignaalien käsittelyssä.

Perusperiaate: Kun arvo kvantisoidaan, syntyy virhe. Dithering siirtää tämän virheen läheisiin näytteisiin tai sekoittaa sitä kuviomalliin, mikä tuottaa silmälle tasaisemman ilmeen. Ditheringiä käytetään sekä kuvissa että äänisignaalien käsittelyssä.

Algoritmit: Yleisimmät ovat virheensekoitusmenetelmät Floyd–Steinbergin, Jarvis–Judice–Ninke, Stucki ja Sierra. Näissä virhe jaetaan naapurinäytteille tietyllä painotuksella. Toisaalta käytetään järjestettyä ditheringiä (esim. Bayerin matriisi), jossa kuvio tuottaa toistuvan ruudukon efektin. Satunnaista ditheringiä käytetään myös.

Sovellukset: Kuvien palettien pienentäminen (esim. GIF- tai 8‑bittinen paletti), näytöt, tulostus sekä verkkosivut, joissa rajoitettu väri- ja kirkkausvariaatio. Äänentoistossa dithering vähentää kvantiovirhettä, kun 16‑bittinen signaali sopeutuu 8‑bittiseen DACiin.

Historia ja merkitys: Dithering on kehitetty digitaalisen grafiikan tarpeisiin 1960– ja 1970-luvulla; Floyd–Steinbergin virheensekoitus on yksi tunnetuimmista algoritmeista. Nykyään dithering on keskeinen tekniikka sekä kuvien että äänen laadun hallinnassa pienemmillä väri- tai bittimäärillä.