Ditherointi

Ditherointi on digitaalisessa kuvankäsittelyssä käytettävä tekniikka, jolla kuvan väriarvot voivat näyttäytyä useampina sävyinä kuin käytössä oleva värimäärä suoraan sallisi. Kun kuvan värejä kvantisoidaan pienempään määrään sävyjä, syntyy kvantisointivirhettä. Ditherointi jakaa tämän virheen ympäröiville pikseleille, jolloin kokonaiskuva näyttää hienovaraisemmalta ja sävyeroiltaan luonnollisemmalta.

Perusidea on, että jokaisen pikselin arvo muutetaan lähemmäksi lähintä käytettävissä olevaa sävyä ja syntyvä virhe jaetaan seuraaville pikseleille suunnitelmallisesti. Näin virhe ei kasaudu yhteen tasoon, vaan leviää kuvan yli ja luo illuusion suuremmasta värimäärästä.

Algoritmeja on useita. Floyd–Steinberg-virheiden diffuusio on yksi tunnetuimmista: kvantisoituessaan virhe jaetaan seuraaville naapureille oikean ja alapuolisen suunnan mukaan, esimerkiksi 7/16 oikeaan naapuripikseliin, 3/16 diagonaaliseen, 5/16 alaspäin ja 1/16 diagonaaliseen oikeaan alapuolelle. Toisia yleisiä menetelmiä ovat järjestetty dithering Bayerin matriiseilla sekä satunnaista ditheringiä käyttävät tekniikat. Värit voidaan ditheroida per kanaava tai RGB-tilassa yhteensopivasti.

Käyttökohteita ovat tulostus, näytöt ja tallennusmuodot, joissa väriarvojen määrä on rajallinen. Ditherointi parantaa kuvan yksityiskohdilla ja sävykäyrillä sekä pienentää banding-efektejä, kun kuvan tiedonsiirtokapasiteetti tai tallennusmuodot rajoittavat värejä.

Historiaan liittyen dithering kehittyi 1960–1980-luvulla digitaalisen painatuksen ja kuvan kvantisoinnin tarpeista. Nykyisin se on yleinen tekniikka sekä still-kuvissa että videossa, joissa käytetään rajoitettuja värejä tai matalia bittimääräisiä esityksiä.