Download miễn phí Bài giảng Tổng quan về xử lý ảnh
1. Lý thuyết về ảnh nhị phân
1.1. Khái niệm
- Một ảnh được xem là ảnh nhị phân (ảnh đen trắng) nếu các điểm ảnh của nó chỉ nhận giá trị là 0 hay 1 (tương ứng với màu đen hay trắng). Do mỗi giá trị điểm ảnh được biểu diễn bằng 1 bit nên kích thước file ảnh rất nhỏ.
- Ta ký hiệu: J là tập các điểm ảnh có giá trị bằng 1
J┴ là tập hợp các điểm ảnh có giá trị 0 (điểm nền).
1.2. Kỹ thuật phân ngưỡng
- Dùng để chuyển đổi ảnh đa cấp xám sang ảnh nhị phân
- Với một giá trị θ cho trước, giá trị của điểm ảnh sẽ được gán bằng 1 nếu mức xám của nó >= θ, gán bằng 0 nếu mức xám < θ.
- Kỹ thuật này làm cho tính chất màu liên tục của ảnh bị gián đoạn nhưng có hiệu quả trong việc thể hiện các loại ảnh có đường nét như văn bản, vân tay
http://s1.liketly.com/flash/edoc/jh2i1fkjb33wa7b577g9lou48iyvfkz6-swf-2014-01-17-bai_giang_tong_quan_ve_xu_ly_anh.CJEwX744gs.swf /tai-lieu/de-tai-ung-dung-tren-liketly-54731/Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
BÀI 1
TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ ẢNH
1. Giới thiệu chung
Nhận dạng và xử lý ảnh là một trong những lĩnh vực có nhiều ứng dụng trong thực tiễn như: hệ thông tin địa lý (GIS – Geographic Information System), quân sự, y học.
Cụ thể, xử lý ảnh số có rất nhiều ứng dụng như:
Làm nổi các ảnh trong y học.
Khôi phục lại ảnh do tác động của khí quyển trong thiên văn học.
Chuyển tải, nén ảnh khi truyền đi xa hay lưu trữ.
2. Các giai đoạn của quá trình xử lý ảnh
- Nhận dạng và Xử lý ảnh bao gồm 2 giai đoạn chính:
Giai đoạn biến đổi ảnh (Image Transformation) hay làm đẹp ảnh (Image Enhancement): trong giai đoạn này, ảnh của đối tượng trong tự nhiên được thu lại thành ảnh số (số hóa để lưu trữ và xử lý trong máy tính). Sau đó ảnh được biến đổi để nâng cao chất lượng ảnh nhằm thu được nhiều thông tin hơn, có thể quan sát bằng mắt.
Giai đoạn nhận dạng mẫu (Patten Recognition): hệ thống sẽ xử lý để đưa ra các đặc trưng của ảnh hay các đối tượng trong ảnh. Sau đó hệ thống sẽ đánh giá nội dung ảnh hay nhận biết các mẫu trong ảnh.
3. Một số khái niêm liên quan
3.1. Phần tử ảnh
- Ảnh trong tự nhiên là những tín hiệu liên tục về không gian và giá trị độ sáng. Để có thể lưu trữ và biểu diễn ảnh bằng máy tính, con người phải tiến hành biến đổi các tín hiệu liên tục đó thành một số hữu hạn các tín hiệu rời rạc thông quá quá trình lượng tử hóa và lấy mẫu thành phần giá trị độ sáng.
- Một phần tử ảnh (Picture Element) là một giá trị biểu diễn cho mức xám hay cường độ ảnh tại một vị trí sau khi đã biến đổi ảnh thành một số hữu hạn các tín hiệu rời rạc.
3.2. Mức xám
- Là kết quả của sự biến đổi tương ứng giá trị độ sáng của một điểm ảnh với một giá trị số nguyên dương. Tùy thuộc vào số giá trị biểu diễn mức xám mà mỗi điểm ảnh sẽ được biểu diễn trên 1, 4, 8, 24 hay 32 bit. Số lượng bit biểu diễn mức xám càng lớn thì chất lượng ảnh càng cao nhưng sẽ tốn dung lượng bộ nhớ nhiều hơn để lưu trữ và cần một hệ thống mạnh hơn để xử lý.
3.3. Ảnh
- Là một tập hợp hữu hạn các điểm ảnh kề nhau. Ảnh thường được biểu diễn bằng một ma trận hai chiều, mỗi phần tử của ma trận tương ứng với một điểm ảnh.
- Ảnh nhị phân (đen trắng): là ảnh có giá trị mức xám của các điểm ảnh được biểu diễn bằng 1 bit (giá trị 0 hay 1).
Ví dụ về biểu diễn ảnh nhị phân:
0
1
1
0
1
1
1
0
0
0
1
1
0
1
1
1
- Ảnh xám: giá trị mức xám của các điểm ảnh được biểu diễn bằng 8 bit (giá trị từ 0 đến 255).
Ví dụ về biểu diễn ảnh xám:
0
5
12
0
15
94
21
0
0
0
156
9
0
11
245
12
- Ảnh màu: thông thường, ảnh màu được tạo nên từ 3 ảnh xám đối với màu nền đỏ (RED), xanh lá cây (GREEN), xanh lam (BLUE). Tất cả các màu trong tự nhiêu đều có thể được tổng hợp từ 3 thành phần màu trên theo các tỷ lệ khác nhau.
Ví dụ về biểu diễn ảnh màu:
Ma trận biểu diễn mức xám của thành phần RED:
0
7
11
0
115
94
20
0
0
0
15
16
0
11
225
12
Ma trận biểu diễn mức xám của thành phần GREEN:
0
1
121
0
14
9
210
0
0
0
115
16
0
11
22
2
Ma trận biểu diễn mức xám của thành phần BLUE:
0
17
21
0
135
93
50
0
0
0
15
67
0
11
25
19
4. Một số định dạng ảnh hiện nay
4.1. Ảnh BMP (Bitmap)
- Là ảnh được mô tả bởi một ma trận các giá trị số xác định màu và bảng màu của các điểm ảnh tương ứng khi hiển thị. Ưu điểm của ảnh Bitmap là tốc độ vẽ và tốc độ xử lý nhanh. Nhược điểm của nó là kích thước rất lớn.
4.2. Ảnh JPEG (Joint Photographic Experts Group)
- Đây là một định dạng ảnh được hỗ trợ bởi nhiều trình duyệt web. Ảnh JPEG được phát triển để nén dung lượng và lưu trữ ảnh chụp, và được sử dụng tốt nhất cho đồ họa có nhiều màu sắc, ví dụ như là ảnh chụp được scan. File Ảnh JPEG là ảnh Bitmap đã được nén lại.
4.3. Ảnh GIF (Graphics Interchange Format)
- Ảnh GIF được phát triển dành cho những ảnh có tính chất thay đổi. Nó được sử dụng tốt nhất cho đồ họa có ít màu, ví dụ như là ảnh hoạt hình hay là những bức vẽ với nhiều đường thẳng. File ảnh GIF là những ảnh Bitmap được nén lại.
- Có hai sự khác nhau cơ bản giữa ảnh GIF và ảnh JPEG:
+ Ảnh GIF nén lại theo cách giữ nguyên toàn bộ dữ liệu ảnh trong khi ảnh JPEG nén lại nhưng làm mất một số dữ liệu trong ảnh.
+ Ảnh GIF bị giới hạn bởi số màu nhiều nhất là 256 trong khi ảnh JPEG không giới hạn số màu mà chúng sử dụng.
4.4. Ảnh WMF (Windows Metafiles)
- Là một tập hợp các lệnh GDI dùng để mô tả ảnh và nội dung ảnh. Có hai ưu điểm khi sử dụng ảnh WMF: kích thước file WMF nhỏ và ít phụ thuộc vào thiết bị hiển thị hơn so với ảnh Bitmap.
BÀI 2
XỬ LÝ ẢNH NHỊ PHÂN
1. Lý thuyết về ảnh nhị phân
1.1. Khái niệm
- Một ảnh được xem là ảnh nhị phân (ảnh đen trắng) nếu các điểm ảnh của nó chỉ nhận giá trị là 0 hay 1 (tương ứng với màu đen hay trắng). Do mỗi giá trị điểm ảnh được biểu diễn bằng 1 bit nên kích thước file ảnh rất nhỏ.
- Ta ký hiệu: J là tập các điểm ảnh có giá trị bằng 1
J ┴ là tập hợp các điểm ảnh có giá trị 0 (điểm nền).
1.2. Kỹ thuật phân ngưỡng
- Dùng để chuyển đổi ảnh đa cấp xám sang ảnh nhị phân
- Với một giá trị θ cho trước, giá trị của điểm ảnh sẽ được gán bằng 1 nếu mức xám của nó >= θ, gán bằng 0 nếu mức xám < θ.
- Kỹ thuật này làm cho tính chất màu liên tục của ảnh bị gián đoạn nhưng có hiệu quả trong việc thể hiện các loại ảnh có đường nét như văn bản, vân tay…
- Cài đặt:
+ Dữ liệu vào: ma trận I kích thước mxn biểu diễn mức xám của các điểm ảnh. Giá trị ngưỡng θ.
+ Dữ liệu ra: ma trận I đã được biến đổi mức xám.
+ Mô tả thuật toán:
for x=1 to m
for y=1 to n
if I(x,y)>=θ then I(x,y)=1
else I(x,y)=0
- Ví dụ:
Ảnh gốc
θ=9
Ảnh đầu ra
0
8
5
0
0
0
9
2
30
1
0
1
8
12
40
0
1
1
1.3. Kỹ thuật Dithering
- Sử dụng một ma trận cùng kích thước cho trước để biến đổi ảnh.
- Nếu giá trị mức xám của điểm ảnh gốc lớn hơn giá trị của phần tử tương ứng trong ma trận Dithering thì mức xám đầu ra sẽ được gán bằng 1 và ngược lại.
- Cài đặt:
+ Dữ liệu vào: ma trận I kích thước [mxn] biểu diễn mức xám của các điểm ảnh. Ma trận Dithering kích thước [mxn].
+ Dữ liệu ra: ma trận I đã được biến đổi mức xám.
+ Mô tả thuật toán:
for x=1 to m
for y=1 to n
if I(x,y)> Dithering(x,y) then I(x,y)=1
else I(x,y)=0
- Ví dụ
Ảnh gốc
Ma trận D
Ảnh đầu ra
1
7
9
0
8
5
1
0
1
6
12
45
9
2
30
0
1
1
14
18
13
8
12
40
1
1
0
2. Điểm kề - tập điểm liên thông – đối tượng ảnh
2.1. Điểm kề
Cho trước một điểm ảnh I(x,y), khi đó:
- Các điểm ảnh I(x-1,y), I(x+1,y), I(x,y-1), I(x,y+1) được gọi là các điểm kề 4 của I(x,y).
- Các điểm ảnh I(x-1,y-1), I(x+1,y-1), I(x-1,y+1), I(x+1,y+1) và các điểm kề 4 được gọi là các điểm kề 8 của I(x,y).
- Tương ứng với các điểm kề 8, ta có mặt nạ 8 hướng xác định các điểm kề 8 đó:
3
2
1
4
P
0
5
6
7
3
2
0
1
4
5
6
7
Tương ứng với các hướng như sau:
2.2. Tập điểm liên thông
- Hai điểm ảnh P1 và P2 € J được gọi là liên thông 4(hay 8) ...
