đồ án cảm biến

LỜI NÓI ĐẦU Xử lý ảnh là một bộ môn rất khó.Bộ môn này mới được đưa vào giảng dạy trong các trường đại học.Và hiện tại Trong các trường đại học, cao đẳng, xử lý ảnh đã trở thành một môn

Mục lục

Lời nói đầu……….……….…

Phần một : tổng quan về matlab………

Phần hai:LÝ THUYẾT XỬ LÝ ẢNH……….………

Chương 1:Giới thiệu hệ thống xử lý ảnh………

Chương 2:Thu nhận ảnh……….

Chương 3:Phân tích ảnh……… ….……….… ….

Chương 4:Nhận dạng ảnh ……… …

Phần ba:THỰC NGHIỆM………

Kết luận……….

Tài liệu tham khảo……….

LỜI NÓI ĐẦU

Xử lý ảnh là một bộ môn rất khó.Bộ môn này mới được đưa vào giảng dạy trong các trường đại học.Và hiện tại Trong các trường đại học, cao đẳng, xử

lý ảnh đã trở thành một môn học chuyên ngành của sinh viên các ngành Công nghệ Thông tin, Viễn thông

Xử lý ảnh bao gồm 3 bước chính : thu nhận ảnh , phân tích và xử lý ảnh ,hiện thị ảnh và nhận dạng

Nội dung của bài tập lớn là : nhận dạng số qua camera kết nối với máy tính Nội dung được tóm tắt như sau

Giới hạn của bài làm :

- Đề tài hoạt động tương đối vì kỹ năng kết hợp giữa ngôn ngữ lập trình MatLab chúng em còn kém

- Do kiến thức của chúng em còn hạn chế nên việc thực hiện đề tài không tránh khỏi những sai xót trong tính toán và thi công Vì vậy mong quý Thấy (Cô) chỉ dẫn và đóng góp ý kiến thêm

Ảnh đầu vào nguyên gốc

Xử lý mức xám

Trích lấy biên ảnh

- MATLAB là một hệ thống tương tác mà tất cả các phần tử dữ liệu cơ bản

là một mảng không yêu cầu về mặt kích thước Đây là một thuận lợi cho phép người sử dụng giải quyết các bài toán trong kỹ thuật đặc biệt là các công thức được xây dựng từ ma trận hay vector

1.2 Hệ thống trong chương trình Matlab :

- Development Environment: Tập hợp các công cụ và những tiện ích cho phép người dùng sử dụng các hàm và file Matlab Phần lớn các công cụ này

là giao tiếp người dùng bao gồm: Matlab Desktop và Command Window, Command History, Edit and Debugger, Workspace, trình duyệt hổ trợ sử dụng help

- The Matlab Mathematical Function Library: Đây là thư viện tập hợp các giải thuật tính toán được tập hợp trong các hàm từ cơ bản như: sum, sin, cosine, số phức cho đến các hàm phức tạp hơn như: nghịch đảo ma trận, trị riêng và vecto riêng của ma trận, biến đổi Fourier,

- Lập trình trong môi trường Matlab: Lập trình với Matlab Matlab là ngôn ngữ lập trình cấp cao thực thi theo các đoạn lệnh, các hàm, cấu trúc dữ

liệu, cho phép xây dựng các chương trình từ đơn giản, nhỏ cho đến các chương trình lớn, phức tạp.

- Graphics: Matlab đã được mở rộng các khả năng cho việc thể hiện vector

và ma trận dưới dạng đồ thị cũng như ký hiệu và in ấn chung Matlab cung cấp các hàm nâng cao cho việc thể hiện dữ liệu hai, ba chiều, xử lý ảnh, chuyển động, đồ thị

- The Matlab Application Program Interface (API): Đây là thư viện cho phép người dùng tạo ra những chương trình bằng ngôn ngữ C hoặc Fortran tương tác với Matlab

1.3 Toolbox bắt ảnh và xử lí ảnh :

1.3.1 Nhiệm vụ của Toolbox:

Image Acquisition Toolbox và Image processing là tật hợp các hàm của MATLAB có nhiệm vụ thu thập và xử lý hình ảnh số từ các thiết bị thu hình Cụ thể là:

- Thu nhập hình ảnh từ các thiết bị thu hình khác nhau, từ loại chuyên dùng đến loại rẻ tiền như Webcam ( giao tiếp qua cổng USB)

- Trình chiếu (preview) luồng dữ liệu video từ thiết bị thu hình

- Trích hình ảnh từ luồng dữ liệu video

- Thiết lập các callback cho các sự kiện khác nhau

- Chuyển dữ liệu hình ảnh vào không gian workpace của Matlab để xử lý ảnh tiếp theo

1.3.2 Các bước thu nhập cơ bản với Toolbox:

Bước 1:

- Gắn thiết bị thu hình vào máy.

- Cài đặt driver (trình điều khiển) cho thiết bị, (được cho bởi nhà sản xuất).

- Xem thử hình ảnh video trên máy tính thông qua phần mềm của nhà sản

xuất

- Khởi động matlab.

Bước 2:

- Ta cần chỉ định cho Matlab biết phần cứng nào dùng để lấy dữ liệu ( vì có

thể có nhiều camera kết nối với PC)

- Gõ lệnh imaqhwinfo để biết tên các loại thiết bị có thể dùng

- Chỉ định thiết bị: Tuỳ vào loại thiết bị (adaptor name), mỗi thiết bị cùng loại gắn vào PC được gắn đánh số ID, thiết bị thứ nhất có deviceID = 1, thiết bị thứ 2 có deviceID=2

- Để liệt kê xem loại winvideo có bao nhiêu thiết bị gắn vào máy tính, ta cũng dùng lệnh imaqhwinfor với đối số là winvideo:

DeviceName: 'USB PC Camera (SN9C120)'

DeviceID: 1

ObjectConstructor: 'videoinput('winvideo', 1)' SupportedFormats: {1x11 cell}

Bước 3: Tạo đối tượng đại diện vào máy để làm đề tài này.

- Để tạo luồng dữ liệu video, dùng lệnh videoinput

>> vid = videoinput('winvideo',1)

Summary of Video Input Object Using 'USB PC Camera (SN9C120)'

Acquisition Source(s): input1 is available

Acquisition Parameters: 'input1' is the current selected source

10 frames per trigger using the selected source

'RGB24_320x240' video data to be logged upon START Grabbing first of every 1 frame(s)

Log data to 'memory' on trigger

Trigger Parameters: 1 'immediate' trigger(s) on START

Status: Waiting for START

0 frames acquired since starting

0 frames available for GETDATA

Bước 4: Hiện thị luồng video trên màng hình để xem thử.

- Để xem trước luồng dữ liệu video, dùng lệnh preview

>> preview(vid)

- Màn hình lúc này hiện lên cửa sổ video của đối tượng vid

- Nếu muốn kết thúc xem, dùng lệnh stoppreview Hoặc để đóng cửa sổ preview, dùng lệnh closepreview(vid)

Bước 5: Lấy một khung hình ảnh và lưu thành file đồ hoạ.

- Để lấy 1 ảnh vào xử lý ta sử dụng lệnh getsnapshot.

- Để lưu ảnh thành file đồ hoạ ta dùng lệnh imwrite

Ví dụ: hinh = getsnapshot(vid);

Imwrite(hinh,’d.jpg’);

Bước 6: Làm sạch bộ nhớ

Sau khi lấy dữ liệu hình ảnh ta có thể giải phóng bớt bộ nhớ bằng các lệnh sau:

Delete(vid)

Clear

Close(gcf)

1.3.3 Toolbox xử lý ảnh ( Image Processing Toolbox):

1.3.3.1 Loại file dữ liệu của ảnh:

- BMP ( Microsoft Windows Bitmap)

- HDF (Hierarchical Data Format)

- ICO ( Windows Icon Resources)

- JPG, JPEG( Joint Photographic Experts Group)

- PCX (Paintbrush)

- PNG(Porable Network Graphics)

- TIFF ( Tagged Image File Format)

- XWD ( X Window Dump)

1.3.3.2 Các hàm đọc và lưu ảnh:

- Axis: vẽ trục.

- Image, imshow: hiển thị ảnh

- Imagese: sắp xếp dữ liệu và hiển thị như ảnh

- Immovie: tạo phim từ loạt nhiều khuôn hình.

- Imwrite: cất ảnh vào file đồ họa

- Imfinfo: lấy thông tin ảnh từ file

- Ind2rgb: đổi ảnh có chỉ số sang ảnh RGB

MatLab coi ảnh như một ma trận hai chiều, mỗi phần tử là một phần

tử hình pixel, do đó ta có thể xử lý hình như đối với ma trận, các phần tử ma trận có thể là double (64 bit), uint 16 (16 bit), uint 8 (8 bit) Ảnh index được biễu diễn bởi hai ma trận, một ma trận dữ liệu ảnh X và một ma trận màu (còn gọi là bản đồ màu) Ma trận có thể là kiểu uint8, uint16, double

Ma trận màu là một ma trận kích thước m x 3 gồm các thành phần thuộc kiểu double có giá trị trong khoảng [0 1] Mỗi hàng của ma trận xác định thành phần red, green, blue của một màu trong tổng m màu được sử dụng trong ảnh Gía trị của một phần tử trong ma trận dữ liệu ảnh cho biết màu của điểm ảnh đó nằm ở hàng nào trong ma trận

1.4 Các Hàm Xử Lý Ảnh Cơ Bản Trong MatLab:

Đôi khi ảnh bị mờ, không nét, bị nhiễu cần phải xử lý hoặc cần phải tách một chi tiết nào đó ra khỏi ảnh Sau đây là một số hàm xử lý ảnh cho phép thực hiện các công việc này một cách dễ dàng Chú ý là các hàm này chỉ thực hiện độc lập, còn muốn thực hiện thời gian thực cần phải dùng các ngôn ngữ lập trình như VB, Delphi, ta cũng có thể biến đổi các hàm xử lý ảnh m ra hàm c để giảm bớt thời gian lập trình, còn có một cách để xử lý thời gian thực là lập trình xử lý trong MATLAB, sau đó dùng Toolbox Com Builder biến chương trình thành COM Object rồi ghép vào các ngôn ngữ lập trình

1.4.1 Đổi màu và loại ảnh:

- rgb2gray: đổi ảnh màu RGB ra ảnh cường độ xám.

- gray2ind: đổi ảnh trắng đen (gray scale) thành ảnh indexed.

- im2bw: đổi sang ảnh nhị phân.

1.4.2 Xử lý hình học:

- Imcrop(A), imcrop(A.rec): xén ảnh A theo hình chữ nhật định bởi con

chuột hay bởi thông số kèm theo trong hàm

- Imresize (A, m, mothod): thay đổi kích thước ảnh A theo tỉ lệ m và theo

phương pháp nội suy method

- Imrotate (A, angle, method): quay ảnh A một góc angle và dùng phương

pháp nội suy method

- Imhist (X, map): vẽ histogram của ảnh chỉ số X theo bảng màu Cường

độ ảnh từ 0 (đen) đến 255 (trắng) được chia thành n khoảng, histogram là đồ thị cho biết số pixel có cường độ nằm trong khoảng tương ứng

- Histeq: cân bằng histogram ảnh cường độ để tăng độ tương phản.

- Edge: tách biên ảnh dùng các thuật toán Sobel, Prewitt, Canny, Laplace,

…

- Qtdecomp, qtgeblk, qtsetblk: các lệnh dùng trong phân vùng ảnh

quadtree

1.4.5 Biến đổi ảnh

- Fft2: biến đổi Fourier hai chiều nhanh

- Ifft2: biến đổi ngược hai chiều nhanh

- Dct2: biến đổi cosin rời rạc hai chiều

- Idct2: biến đổi ngược cosin rời rạc

1.4.6 Đọc, ghi và hiển thị ảnh:

- Imread: đọc ảnh

- Imwrite: ghi ảnh

- Imshow: hiển thị ảnh

- Imview: ảnh cho phép hiển thị ảnh trên các cửa sổ riêng

1.4.7 Các hàm xử lý ma trận:

- Luỹ thừa : X = A^2.

- Nếu <biểu thức điều kiện> cho kết quả đúng thì phần lệnh trong thân của

if được thực hiện Các phát biểu else và leseif cũng tương tự

1.4.9 Điều kiện switch:

- Cú pháp của switch như sau :

switch <biểu thức>

case n1 : <lệnh 1>

case n2 : <lệnh 2>

.case nn : <lệnh n>

otherwise : <lệnh n+1>

end

1.4.10 Điều kiện while:

- Vòng lặp while dùng khi không biết trước số lần lặp Cú pháp của nó như sau:

while <biểu thức>

<phát biểu>

end

Lệnh Kết quả

a = (b>c) a là 1 nếu b lớn hơn c Tương tự với <,>=,<=

a = (b ==c) a là 1 nếu b bằng c

a = (b ~=c) a là 1 nếu b không bằng c

a = ~ b Logic bù: a bằng 1 nếu b bằng 0

a = (b & c) Logic AND: a là 1 nếu a = True và b = True

a = (b | c) Logic OR: a là 1 nếu a = True hoặc b = True

1.5 Tạo Giao Diện Người Dùng Nhờ Công Cụ GUIDE.

Giao diện người dùng (graphical user interface GUI) cho phép thực hiện các lệnh trong Matlab thông qua menu, nút nhấn tương tự như các ngôn ngữ Visual Basic Lập trình GUI được thực hiện nhờ công cụ GUIDE (GUI Development Environnment) hoặc bằng cách soạn một file M

1.5.1 Khởi động giao diện GUI:

- Mở phần mềm Matlab, gõ lệnh sau vào cửa số Command

>> guide

- Trong cửa sổ GUIDE Quick Start có nhiều lựa chọn theo một trong các khung mẫu sau:

Hình 2.1 Cửa số GUIDE

- Create New GUI: Tạo hộp thoại GUI mới theo một trong các loại sau:

- Blank GUI (Default): Hộp thoại GUI trống không có một điều

khiển uicontrol nào cả

- GUI with Uicontrols: Hộp thoại GUI với một vài uicontrol như

button, … Chương trình có thể chạy ngay

- GUI with Axes and Menu: Hộp thoại GUI với một uicontrol axes

và button, các menu để hiển thị đồ thị

- Modal Question Dialog: Hộp thoại đặt câu hỏi Yes, No

- Open Existing GUI: mở một project có sẵn.Trong hướng dẫn này, các

bạn tạo một project mới nên sẽ chọn Blank GUI

1.5.2 Cửa số GUI hiện ra:

Hình 2.2 Cửa số biên soạn GUI

Giao diện rất giống với các chương trình lập trình giao diện như

Visual Basic, Visual C++, … Các bạn di chuyển chuột qua các biểu tượng ở bên trái sẽ thấy tên của các thanh công cụ điều khiển Xin nói qua một vài công cụ điều khiển hay dùng:

- Push Button: Là một nút nhấn, giống như nút Command Button trong

VB Là các nút bấm như nút OK, Cancel mà ta vẫn bấm

- Toggle button:Là một nút bật giống như push button nhưng có hiện thị trạng thái thay đổi mỗi khi nhấn nút

- Radio Button : Nút nhỏ hình tròn để chọn lựa

- Check Box: Là hộp kiểm tra cho phép đưa vào các chọn lựa khi bấm chuột vào nó

- Edit Text: Là hộp văn bản đưa chuỗi ký tự vào đó

- Static Text: Dòng văn bản dùn để đặt nhãn, tiêu đề, hướng dẫn.

- Pop-up Menu: menu sổ xuống trình bày một bảng các chọn lựa khi nhấp chuột vào

- List Box: Gồm một bảng các mục có thể lựa chọn

- Axes: Vẽ hệ trục

- Slider : Thanh trượt dùng để đưa giá trị vào trong một vùng giới hạn

- Run (Ctr + T) : nhấn vào để chạy chương trình mà ta đã viết Có lỗi là hiện ra ngày

- Align Object: dùng để làm cho các điều khiển sắp xếp gọn đẹp theo ý mình như cùng căn lề bên trái, …

- Grid and Rulers : dùng để cấu hình về lưới trong giao diện vì nó sẽ coi giao diện như một ma trận các ô vuông nhỏ, ta sẽ thay đổi giá trị này để cho các điều khiển có thể thả ở đâu tùy ý cho đẹp

- Menu Editor : trình này để tạo menu cho điều khiển

- Tab Order Editor : sắp xếp Tab order là thứ tự khi ta nhấn phím Tab

- Gui Options : lựa chọn cho giao diện GUI

- Các bạn save dưới tên: “ TÊN”, khi đó đồng thời xuất hiện cửa sổ Editor

và đang mở file TÊN.m của bạn Trong thư mục bạn save sẽ có 2 file là:

- TUT01.fig : file này chứa giao diện của chương trình

- TUT01.m : file chứa các mã thực thi cho chương trình như các hàm khởi tạo, các hàm callback

1.5.3 Thay đổi thuộc tính điều khiển:

Nhấp chuột vào component trong vùng layout để soạn tính chất của component Ví dụ: Nhấn chuột vào Edit text, sẽ hiện ra cửa sổ Property Inspector

- Tag: dùng để đặt tên cho component

- BackgroundColor: màu nền của component

- ForegroundColor: màu chữ trên component

- FontName, fontAngle,fontSize, fontWeight: các đặt tính font chữ trên component

- String: văn bản hiển thị trên component

- Enable: cho phép component hoạt động hay không

- Visible: hiển thị component hay không

- File có phần mở rộng.fig chứa nội dung của giao diện File có phần

mở rộng.m chứa những đoạn mã liên quan đến giao diện

Phần hai : lý thuyết xử lý ảnh

Chương I : giới thiệu hệ thống xử lý ảnh

Xử lý ảnh là một lĩnh vực mang tính khoa học và công nghệ Nó là một ngành khoa học

mới mẻ so với nhiều ngành khoa học khác nhưng tốc độ phát triển của nó rất nhanh, kích thích các trung tâm nghiên cứu, ứng dụng, đặc biệt là máy tính

chuyên dụng riêng cho nó

Xử lý ảnh được đưa vào giảng dạy ở bậc đại học ở nước ta khoảng chục năm nay

Nó là

môn học liên quan đến nhiều lĩnh vực và cần nhiều kiến thức cơ sở khác Đầu tiên phải kể đến Xử lý tín hiệu số là một môn học hết sức cơ bản cho xử lý tín hiệu chung, các khái niệm về tích chập, các biến đổi Fourier, biến đổi Laplace, các bộ lọc hữu hạn… Thứ hai, các công cụ toán như Đại số tuyến tính, Sác xuất,

thống kê Một số kiến thứ cần thiết như Trí tuệ nhân tao, Mạng nơ ron nhân tạo

cũng được đề cập trong quá trình phân tích và nhận dạng ảnh

Các phương pháp xử lý ảnh bắt đầu từ các ứng dụng chính: nâng cao chất lượng

ảnh và

phân tích ảnh Ứng dụng đầu tiên được biết đến là nâng cao chất lượng ảnh báo

được truyền qua cáp từ Luân đôn đến New York từ những năm 1920 Vấn đề

nâng cao chất lượng ảnh có liên quan tới phân bố mức sáng và độ phân giải của

ảnh Việc nâng cao chất lượng ảnh được phát triển vào khoảng những năm 1955

Điều này có thể giải thích được vì sau thế chiến thứ hai, máy tính phát triển

nhanh tạo điều kiện cho quá trình xử lý ảnh sô thuận lợi Năm 1964, máy tính đã

có khả năng xử lý và nâng cao chất lượng ảnh từ mặt trăng và vệ tinh Ranger 7

của Mỹ bao gồm: làm nổi đường biên, lưu ảnh Từ năm 1964 đến nay, các

phương tiện xử lý, nâng cao chất lượng, nhận dạng ảnh phát triển không ngừng

Các phương pháp tri thức nhân tạo như mạng nơ ron nhân tạo, các thuật toán xử

lý hiện đại và cải tiến, các công cụ nén ảnh ngày càng được áp dụng rộng rãi và

thu nhiều kết quả khả quan

Trong mấy thập kỷ gần đây xử lý ảnh được nghiên cứu mạnh mẽ và có nhiều ứng dụng thực tế Như trong y học xử lý ảnh được dùng để phát hiện và nhận dạng khối u, cải thiện ảnh X quang, nhận dạng đường biên mạch máu từ ảnh chụp bằng tia X Trong truyền thông và trong nghiên cứu vũ trụ xử lý ảnh được dùng để phân tích ảnh của những hành tinh , thiên hà thu được từ tàu vũ trụ hay kính thiên văn Đặc biệt trong Robot ngày nay không thể thiếu yếu tố xử lý ảnh , nhờ xử lý ảnh robot có thể phát hiện và nhận dạng đối tượng ngoài môi trường Từ đó giải quyết các bài toán tránh vật cản ,tìm đường, nhận dạng đối tượng …

Quá trình xử lý ảnh được chia làm 3 bước chính sau

số hoá (như loại CCD – Change Coupled Device) là loại photodiot tạo

cường độ sáng tại mỗi

2.3 hiển thị ảnh và nhận dạng

ảnh được xử lý xong sẽ được hiển thị Và chuyển sang nhận dạng

Nhận dạng ảnh là quá trình xác định ảnh Quá trình này thường thu được

bằng cách so

sánh với mẫu chuẩn đã được học (hoặc lưu) từ trước Nội suy là phán đoán

theo ý nghĩa trên cơ sở

nhận dạng Ví dụ: một loạt chữ số và nét gạch ngang trên phong bì thư có

thể được nội suy thành

mã điện thoại Có nhiều cách phân loai ảnh khác nhau về ảnh Theo lý

CHƯƠNG II : THU NHẬN ẢNH

2.1 các thiết bị thu nhận ảnh

Hai thành phần cho công đoạn này là linh kiện nhạy với phổ năng lượng điện từ trường, loại thứ nhất tạo tín hiệu điện ở đầu ra tỷ lệ với mức năng lượng mà bộ cảm biến (đại diện là camera); loại thứ hai là bộ số hoá

2.2 hệ tọa độ màu

a) khái niệm

Tổ chức quốc tế về chuẩn hóa màu CIE (Commission Internationale

d’Eclairage) đưa ra một số chuẩn để biểu diễn màu Các hệ này có các chuẩn riêng Hệ chuẩn màu CIE-RGB dùng 3 màu cơ bản R, G, B và ký hiệu

RGBCIE để phân biệt với các chuẩn khác Như đã nêu trên, một màu là tổ hợp của các màu cơ bản theo một tỷ lệ nào đó Như vậy, mỗi pixel ảnh màu

ký hiệu Px, được viết: (T: trong công thức dướ đây là ký hiệu chuyển vị)

Px = [ red ,green , blue ]T

Người ta dùng hệ tọa độ ba màu R-G-B (tương ứng với hệ tọa độ x-y-z) để biểu diễn màu như sau:

Trong cách biểu diễn này ta có công thức:

Công thức này gọi là công thức Maxwell Trong hình trên, tam giác tạo bởi

ba đường đứt đoạn gọi là tam giác Maxwell Màu trắng trong hệ tọa độ này

được tính bởi:

trắngCIE = (đỏCIE + lụcCIE + lơCIE) = 1

2.3 Lấy mẫu và lượng tử hóa:

2.3.1 Lấy mẫu:

Lấy mẫu là một quá trình trong đó ảnh được tạo nên bởi một vùng liên tục được

chuyển thành các giá trị rời rạc nguyên Quá trình này gồm 2 bước là:

-Khoảng lấy mẫu

-Cách thể hiện dạng lấy mẫu

Khoảng lấy mẫu càng nhỏ thì ảnh thu được càng giống với ảnh nguyên gốc

Dạng lấy mẫu là cách bài trí các điểm lấy mẫu trong không gian 2 chiều Một số dạng lấy mẫu điểm ảnh được cho là dạng tam giác , chữ nhật , lục giác

2.3.2 Lượng tử hóa:

Lượng tử hóa là ánh xạ từ các số thực mô tả giá trị lấy mẫu thành dải các số thực , nói cách khác là quá trình số hóa biên độ

2.4 Biểu diễn ảnh:

Ảnh thường được biểu diễn bằng một số phương pháp sau đây:

- Biểu diễn mã loạt dài (Run length code)

- Biểu diễn mã xích ( Chain code )

- Biểu diễn mã tứ phân (Quad tree code )

2.4.1 Biểu diễn mã loạt dài:

Thường dùng biểu diễn ảnh nhị phân , một vùng ảnh R có thể biểu diễn đơn giản nhờ một ma trận nhị phân :

2.4.3 Biểu diễn mã tứ phân:

Theo phương pháp này một vùng ảnh coi như bao kín một hình chữ nhật Vùng này được chia làm 4 vùng con nếu một vùng con này gồm toàn điểm đen (1) hoặc điểm trắng (0) thì không cần chia tiếp ngược lại thì lại chia vùng đó ra làm 4 vùng nhỏ , cứ tiếp tục chia đến khi nào vùng đó đồng nhất chỉ gồm điểm đen hoặc điểm trắng thì thôi Quá trình đó tạo thành một cây chia theo 4 phần gọi là cây tứ diện

CHƯƠNG III: PHÂN TÍCH ẢNH

Sơ đồ tổng quát

3.1 cải thiện ảnh xử dụng các toán tử điểm

Nâng cao chất lượng là bước cần thiết trong xử lý ảnh nhằm hoàn thiện một

số đặc tính của ảnh Nâng cao chất lượng ảnh gồm hai công đoạn khác nhau: tăng cường ảnh và khôi phục ảnh Tăng cường ảnh nhằm hoàn thiện các đặc tính của ảnh như :

- Lọc nhiễu, hay làm trơn ảnh,

- Tăng độ tương phản, điều chỉnh mức xám của ảnh,

- Làm nổi biên ảnh

Khái niệm về toán tử điểm:

Xử lý điểm ảnh thực chất là biến đổi giá trị một điểm ảnh dựa vào giá trị của chính nó mà không hề dựa vào các điểm ảnh khác Có hai cách tiệm cận với phương pháp này Cách thứ nhất dùng một hàm biến đổi thích hợp với mục đích hoặc yêu cầu đặt ra để biến đổi giá trị mức xám của điểm ảnh sang một giá trị mức xám khác Cách thứ hai là dùng lược đồ mức xám

(GrayHistogram) Về mặt toán học, toán tử điểm là một ánh xạ từ giá trị

cường độ ánh sáng u(m, n) tại toạ độ (m, n) sang giá tri cường độ ánh sáng khác v(m, n) thông qua hàm f(.), tức là:

v(m,n) = f(u(m,n)) (3-1)

Nói một cách khác, toán tử điểm là toán tử không bộ nhớ, ở đó một mức xác

u ∈ [ 0 , N ]

được ánh xạ sang một mức xám v ∈ [ 0 , N ] : v = f ( u ) Ứng dụng chính của các toán tử điểm là biến đổi độ tương phản của ảnh Ánh xạ f khác nhau tùy theo các ứng dụng Các dạng toán tử điểm được giới thiệu cụ thể như sau:

1) Tăng độ tương phản

Các cấp độ α ,β ,γ xác định độ tương phản tương đối L là số mức xám cực đại

2) Tách nhiễu và phân ngưỡng

Trong đó a = b = t gọi là phân ngưỡng

3) Biến đổi âm bản

f (u) = L − u tạo âm bản

4) Cắt theo mức