NHẬP MÔN XỬ LÝ ẢNH (Image Processing Basics)

Slide 1 FUNDAMENTALS OF DIGITAL IMAGE PROCESSING NHẬP MÔN XỬ LÝ ẢNH (Image Processing Basics) CHƢƠNG 1 Image Processing BasicsFundamentals of Digital Image Processing 2 1 1 Giới thiệu Các bƣớc xử lý ảnh cơ bản Thu nhận ảnh Tiền xử lý (Tăng cường, khôi phục ảnh) Hiển thị ảnh Phân tích ảnh (Phân vùng, trích chọn đặc điểm) Giải thích, chú giải Mã hóa Giải mã hóa Tổng hợp ảnh Tăng cƣờng ảnh Hiển thị ảnh Kênh truyền hoặc lƣu trữ Kênh truyền lưu trữ Image Processing BasicsFundamentals of Digital Image.

NHẬP MÔN XỬ LÝ ẢNH (Image Processing Basics)

CHƯƠNG 1

Hiển thị ảnh

Phân tích ảnh

(Phân vùng, trích chọn đặc điểm)

Giải thích, chú giải

Mã hóa

Giải

mã hóa

Tổng hợp ảnh

Tăng cường ảnh

Hiển thị ảnh

Kênh truyền

hoặc

lưu trữ

Kênh truyền lưu trữ

Không gian ảnh

G, F: Ảnh và đối tượng trong các hệ quy chiếu miền ảnh, vật

tương ứng Được thể hiện như là các vector cột

R, T: ma trận quay và ma trận trượt

Ảnh mặt cắt ngang được tái tạo

Không gian ảnh

Mặt cắt ngang được lựa chọn

Hệ thống tạo ảnh thông thường

I: năng lượng mà hệ thống tạo ảnh thu được

C(  ): năng lượng bức xạ của nguồn chiếu sáng

 ,  : góc tới và góc phản xạ

I=f{C(  ),  ,  }I(x,y,z,  ,t)

- Giả thiết quá trình tạo ảnh là bất biến theo thời gian và chiếu sáng dọc theo trục z

 I(x,y,z,  ,t)= I(x,y,  ,)

- Ảnh RGB thu được

S t (  ): đáp ứng màu R, G, B của các thụ thể ánh sáng hình nón ở mắt người

- Biến đổi màu

Các hệ quy chiếu màu

1.3 Quá trình tạo ảnh (Visual perception)

Cấu trúc giải phẫu của mắt

Thủy tinh

thể

Dịch thủy tinh

6-7 triệu thụ thể nón, gần hố võng mạc, nhìn ban ngày

75-150 triệu thụ thể nón, xa hố võng mạc, nhìn ban đêm

Xung thần kinhtế bào hạch (ức chế bên)

tế bào quặp (ức chế bên)

vỏ não: phát hiện hình dạng, kích thước, chuyển động của đối tượng

• Mô hình thu nhận hình ảnh ở người

• Hiệu ứng dải Mach (Mach band)

- Theo tên nhà vật lý Ernst Mach

- Do ức chế bên

Ức chế bên

- Do ức chế bên giữa các nơ ron ở võng mạclọc không gian nhấn tần cao ảnh độ chói

Hiệu ứng dải Mach

• Che không gian (Độ nhìn thấy)

- Nhiễu khó quan sát thấy trong vùng đường biên hơn so với vùng nền đồng đều

1.4 Thu nhận ảnh

- Lấy mẫu ảnhphần tử ảnh, điểm ảnh (pixel)

Thu nhận và biểu diễn các mẫu ảnh

VD: lấy mẫu tín hiệu video NTSC

3 [màu] x 512x512 [mẫu/khung] x 30 [khung/s]

= 3 x 1/4M x 30 [khung/s] = 3 x 7,5M [khung/s] Tần số lấy mẫu thấpchồng phổ (hiệu ứng Moiré)

Ảnh hưởng của tần số lấy mẫu

- Lượng tử hóa

210

MỘT SỐ KIẾN THỨC BỔ TRỢ

- Ảnh số 2-D f d (x,y) có thể được biểu diễn bằng một ma trận 2 chiều của các số rời rạc thể hiện cho độ sáng.

- Ảnh tương tự 2-D f a (x,y) thì cần phải được chuyển sang định dạng số Việc lấy mẫu cũng tuân theo tiêu chuẩn Nyquist

x y

, x s

Ảnh được lấy mẫu:

2 1

a

a d

y j

y , x j

x y

j , x j

f

y , x s y , x f

y , x

f

Thể hiện ảnh trong miền tần số:

y xs

1 x

a y

x

y x

1 ,

F

max x max