Chương Hai: THU NHẬN ẢNH
CÁC KỸ THUẬT TÁI HIỆN ẢNH (IN ẢNH)
Các kỹ thuật dùng để in ảnh có thể chia làm hai nhóm: kỹ thuật chụp ảnh (photography hardcopy) và kỹ thuật
in ảnh (printer hardcopy). Đây chính là các kỹ thuật dùng để in ảnh trong sách, báo ảnh và tạp chí.
2.5.1 Kỹ thuật chụp ảnh (photography hardcopy techniques)
Phương pháp sao chụp ảnh là phương pháp đơn giản giá thành thấp, chất lượng cao. Sau bước chụp là kỹ thuật
phòng tối (darkroom) nhằm tăng cường ảnh như mong muốn. Thí dụ như : phóng đại ảnh, thu nhỏ ảnh ,..., tuỳ theo ứng
dụng. Kỹ thuật chụp ảnh màn hình màu là khá đơn giản. Nó gồm một số bước như sau:
1) Đặt camera trong phòng tối, cách màn hình khoảng 10 feet (1 feet =0,3048 m).
2) Mở ống kính để làm phẳng mặt cong màn hình do vậy ảnh sẽ dàn đều hơn.
3) Tắt phím phản chiếu (brightness) và phím tương phản (constrast) của màn hình để tạo nên độ rõ cho ảnh.
Các màu chói, cường độ cao trên ảnh sẽ giảm đi.
4) Đặt tốc độ ống kính từ 1/8 đến 1/2 giây.
Với ống kính tốc độ 1/4 giây, bắt đầu với f và dừng ở f/8.
2.5.2 Kỹ thuật in ảnh (Printer Hardcopy techniques)
Trước khi đi sâu vào kỹ thuật in ảnh, ta xem xét các ảnh được thể hiện trên sách, báo ảnh và tạp chí như thế
nào. Nhìn chung, người ta dùng kỹ thuật nửa cường độ (halftone). Theo kỹ thuật này, một ảnh tạo nên bởi một chuỗi các
điểm in trên giấy. Thực chất, mỗi pixel gồm một hình vuông trắng bao quanh một chấm đen (black dot). Do vậy, nếu
chấm đen càng lớn ảnh sẽ càng xẫm màu. Màu xám có thể coi như chấm đen chiếm nửa vùng trắng. Vùng trắng là vùng
gồm một chùm các các pixel gồm rất ít hoặc không có chấm đen.
Do sự cảm nhận của mắt người, sự thay đổi cường độ chấm đen trong các phần tử ảnh trắng tạo nên mô phỏng
của một ảnh liên tục. Như vậy, mắt người cảm nhận là một ảnh mà màu biến đổi từ đen qua xám rồi đến trắng. Tổng số
cường độ duy nhất hiện diện sẽ xác định các kích thước khác nhau của chấm đen. Thường báo ảnh tạo ảnh nửa cường
độ với độ phân giải từ 60 đến 80 dpi, sách có thể in đến 150 dpi.
Tuy nhiên, các máy in của máy tính không có khả năng sắp xếp các chấm đen của các kích thước khác nhau
của ảnh. Do đó, người ta phải dùng một số kỹ thuật biến đổi như : phân ngưỡng, chọn mẫu, dithering. Chúng ta lần lượt
xem xét dưới đây.
 Phân ngưỡng (Thresholding)
Kỹ thuật này đặt ngưỡng để hiển thị các tông màu liên tục Các điểm trong ảnh được so sánh với ngưỡng định
trước. Giá trị của ngưỡng sẽ quyết định điểm có được hiển thị hay không. Do vậy ảnh kết quả sẽ mất đi một số chi tiết.
Có nhiều kỹ thuật chọn ngưỡng áp dụng cho các đối tượng khác nhau:

. Khởi tạo 1 số ngẫu nhiên r trong khoảng [85,169]
. if I(x,y) >r then màu =1 else màu =0
End
Else
Begin
. Khởi tạo một số ngẫu nhiên r trong khoảng [170,255]
. if I(x,y) >r then màu =1 else màu =0
End
end
 Kỹ thuật chọn theo mẫu (patterning)
Kỹ thuật này sử dụng một nhóm các phần tử trên thiết bị ra (máy in chẳng hạn) để biểu diễn một pixel trên ảnh
nguồn. Các phần tử của nhóm quyết định độ sáng tối của cả nhóm. Các phần tử này mô phỏng các chấm đen trong kỹ
thuật nửa cường độ. Nhóm thường được chọn có dạng ma trận vuông. Nhóm n x n phần tử sẽ tạo nên n
2
+ 1 mức sáng.
Ma trận mẫu thường được chọn là ma trận Rylander. Ma trận Rylander cấp 4 có dạng:2
Nhập môn xử lý ảnh số - ĐHBK Hà nội 2
0 8 2 10
4 12 6 14
3 11 1 9
7 15 5 13
Chương Hai: THU NHẬN ẢNH

Việc chọn kích thước của nhóm như vậy sẽ làm giảm đi độ mịn của ảnh. Vì vậy kỹ thuật này chỉ áp dụng trong
trường hợp mà độ phân giải của thiết bị ra lớn hơn độ phân giải của ảnh nguồn. Thí dụ: thiết bị ra có độ phân giải 640 x
480 khi sử dụng nhóm có kích thước 4 x 4 sẽ chỉ còn 160 x 120.
 Kỹ thuật Dithering

D
2
01

4D
n
+ D
2
10
4D
n
+ D
2
11
U
n
3 1 D
2
10
D
2
11
D
n
là ma trận Dither cấp n ;U
n
là ma trận cấp n (các phần tử đều là 1) dạng:

1 1
1 1

4
22
4
222
4
222
4
1110
0100
UDDDD
UDDUDD
và D
4
=
0 8 2 10
12 4 14 6
3 11 1 9
15 7 13 5













202 74 234 106
58 186 26 154
250 122 218 90
12 140 44 172
204 76 236 108
60 188 28 156
252 124 220 92
4 132 36 164
196 68 228 100
52 180 20 148
244 116 212 84
14 142 46 174
206 78 238 110
62 192 30 158
254 126 222 94
6 134 38 166
198 70 230 102
54 182 22 150
246 118 214 86
3 131 35 163
195 67 227 99
51 179 19 147
243 115 211 83
11 139 43 171
203 75 235 107
59 187 27 155
251 123 219 91
1 129 33 161
193 65 225 97
49 177 17 145
































có thể dùng làm ngưỡng để hiện ảnh. Hơn nữa, nếu chỉ dịch chuyển theo một chiều (x chẳng hạn), ta thấy rằng cả 16
điểm ảnh sẽ rơi vào ngưỡng S thu được từ 16 điểm trước. Do vậy, ta có một cách thức chuẩn để bật hay tắt các điểm
ảnh với trạng thái lưới.
Để sử dụng được 4 màu, ta cũng sử dụng theo kỹ thuật ngưỡng 4 màu nhưng chỉ cần 3 vùng, mỗi vùng 85
mức. Ở đây cần có sự lựa chọn giữa D
16
và D
8
. Nếu chọn D
16
thì sẽ thừa, nên ta chọn D8 với chuẩn hoá theo cách thức
chỉ dùng 63 mức giá trị.
vùng 1 p =
I x y I x y( , ) * * ( , )63
84
3
4
=
vùng 2 p =
( ( , ) ) *I x y − 85 3
4
vùng 3 p =
( ( , ) ) *I x y − 170 3
4
Thuật toán phân ngưỡng dùng ma trận ngưỡng được mô tả như sau:
for each I[i,j] do
if I[i,j] < 84 then { vùng 1}
Begin I[i,j] := I[i,j] * 3/4
4
Nhập môn xử lý ảnh số - ĐHBK Hà nội 4

Begin I(i,j) := (I[i,j] * 3-170)/4
x
0
:= (i mod 8) +1; y
0
:= (j mod 8)+1;
nguong := D[x
0
,y
0
];
If I[i,j] < nguong then Hien(j+x+1, i+y+1,2)
Else Hien(j+x+1, i+y+1,3)
end
End

Bài tập chương 2
1. Viết thủ tục hiện ảnh theo kỹ thuật 4 màu với ngưỡng ngẫu nhiên.
2. Với ma trận Dither cấp 4 - D
4
đã cho trong giáo trình, hãy viết chương trình tính ma trận D
8
và D
16
.
3. Với ma trận D
8
vừa tính được, hãy áp dụng kỹ thuật Dithering để biến đổi ảnh ra và so sánh kết quả. Ảnh vào có thể
tự tạo hay sử dụng ảnh đã tạo ra ở chương 1.
4. Viết thủ tục thể hiện chức năng in ảnh từ màn hình ra máy in: